Упругие свойства поликристаллического Fe: эффект давления
Красильников О.М.
1, Векилов Ю.Х.
11Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС", Москва, Россия

Email: omkras@mail.ru, yuri.vekilov@gmail.com
Поступила в редакцию: 15 июля 2025 г.
В окончательной редакции: 17 декабря 2025 г.
Принята к печати: 17 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 20 февраля 2026 г.
Упругие модули поликристалла (константы Ламе) второго и третьего порядка при давлении P выражены через производные свободной энергии Гиббса по инвариантам тензора конечных деформаций Лагранжа. Приведены соотношения, связывающие эти константы Ламе с соответствующими упругими постоянными монокристаллических зерен с гексагональной решеткой, составляющих поликристалл. На основе данных по упругим постоянным второго и третьего порядка ε-Fe рассчитаны соответствующие константы Ламе поликристаллического Fe в диапазоне давлений от 50 до 340 GPa. С помощью полученных результатов проведен анализ интенсивности различных трехфононных процессов рассеяния в железе и влияние на них давления. Ключевые слова: высокие давления, константы Ламе второго и третьего порядка, трехфононные процессы рассеяния.
- L. Stixrude, R.E. Cohen. Sci. 267, 5206, 1972 (1995)
- X. Sha, R.E. Cohen. Geophys. Res. Lett. 37, 10, L10302 (2010)
- A.P. Jephcoat, H.K. Mao, P.M. Bell. J. Geophys. Res.: Solid Earth 91, B5, 4677 (1986)
- R.D. Taylor, M.P. Pasternak, R. Jeanloz. J. Appl. Phys. 69, 8, 6126 (1991)
- L. Stixrude. Phys. Rev. Lett. 108, 5, 055505 (2012)
- X. Song. Rev. Geophys. 35, 3, 297 (1997)
- A.K. Singh, H.K. Mao, J. Shu, R.J. Hemley. Phys. Rev. Lett. 80, 10, 2157 (1998)
- S. Merkel, J.F. Shu, P. Gillet, H. Mao, R.J. Hemley. J. Geophys. Res.: Solid Earth 110, B5, B05201 (2005)
- D. Antonangeli, F. Occelli, H. Requardt, J. Badro, G. Fiquet, M. Krisch. Earth Planet. Sci. Lett. 225, 1-2, 243 (2004)
- W.L. Mao, V.V. Struzhkin, A.Q.R. Baron, S. Tsutsui, C.E. Tommaseo, H.-R. Wenk, M.Y. Hu, P. Ghow, W. Sturhahn, J. Shu, R.J. Hemley, D.L. Heinz, H.-K. Mao. J. Geophys. Res.: Solid Earth 113, B9, B09213 (2008)
- G. Steinle-Neumann, L. Stixrude, R.E. Cohen. Phys. Rev. B 60, 2, 791 (1999)
- C. Asker, L. Vitos, I.A. Abrikosov. Phys. Rev. B 79, 21, 214112 (2009)
- L. Vovcadlo, D.P. Dobson, I.G. Wood. Earth Planet. Sci. Lett. 288, 3-4, 534 (2009)
- X. Sha, R.E. Cohen. Phys. Rev. B 81, 9, 094105 (2010)
- B. Martorell, J. Brodholt, I.G. Wood, L. Vocadlo. Earth Planet. Sci. Lett. 365, 143 (2013)
- O.M. Krasilnikov, A.V. Lugovskoy, V. Dikan, M.P. Belov, Y.Kh. Vekilov, I.A. Abrikosov. Phys. Rev. B 99, 18, 184101 (2019)
- D.C. Wallace. In: Solid State Physics, v. 25 / Eds H. Ehrenreich, F. Seitz, D. Turnbull. Academic Press, N.Y. (1970). P. 301
- О.В. Руденко, С.И. Солуян. Теоретические основы нелинейной акустики. Наука, М. (1975). 287 с. [O.V. Rudenko, S.I. Soluyan. Theoretical Foundations of Nonlinear Acoustics. Plenum, Consultants Bureau, New York (1977).]
- Л.К. Зарембо, В.А. Красильников. УФН 102, 12, 549 (1970). [L.K. Zarembo, V.A. Krasil'nikov. Sov. Phys. -- Usp. 13, 6, 778 (1971).]
- Y. Hiki. Annu. Rev. Mater. Sci. 11, 1, 51 (1981)
- H.-K. Mao, X.-J. Chen, Y. Ding, B. Li, L. Wang. Rev. Mod. Phys. 90, 1, 015007 (2018)
- K. Brugger. Phys. Rev. 133, 6A, A1611 (1964)
- G.R. Barsch, Z.P. Chang. J. Appl. Phys. 39, 7, 3276 (1968)
- S.L. Qiu, P.V. Marcus. Phys. Rev. B 68, 5, 054103 (2003)
- Ю.Х. Векилов, О.М. Красильников, А.В. Луговской. УФН 185, 11, 1215 (2015). [Yu.Kh. Vekilov, O.M. Krasilnikov, A.V. Lugovskoy. Phys. -- Usp. 58, 11, 1106 (2015).]
- O.M. Krasilnikov, Yu.Kh. Vekilov, S.I. Simak. Phys. Rev. B 105, 22, 226101 (2022)
- G.R. Barsch. J. Appl. Phys. 39, 8, 3780 (1968)
- W. Wasserbach. Physica Status Solidi B 159, 2, 689 (1990)
- V.A. Lubarda. J. Mech. Phys. Solids 45, 4, 471 (1997)
- D.N. Blaschke. J. Appl. Phys. 122, 14, 145110 (2017)
- F.D. Murnaghan. Finite Deformations of an Elastic Solid. John Wiley \& Sons, New York (1951)
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теория упругости. Наука, М. (1987). 248 с. [L.D. Landay, E.M. Lifshitz. Theory of Elasticity. Paperback Bunko (1984).]
- R.A. Toupin, B. Bernstein. J. Acoust. Soc. Am. 33, 2, 216 (1961)
- R.S. Telyatnik. Acta Crystallographica A 80, 6, 394 (2024)
- O.M. Krasilnikov, Yu.Kh. Vekilov. Phys. Rev. B 100, 13, 134107 (2019)
- J.D. Clayton. Acta Crystallographica A 81, 1, 1 (2025)
- O.M. Krasilnikov, A.V. Lugovskoy, Yu.Kh. Vekilov, Yu.E. Lozovik. Mater. Des. 139, 1 (2018)
- О.М. Красильников, Ю.Х. Векилов. ФТТ 66, 4, 505 (2024). [O.M. Krasilnikov, Yu.Kh. Vekilov. Phys. Solid State 66, 4, 489 (2024).]
- G.P. Srivastava. The Physics of Phonons. Taylor \& Francis Group, New York (1990). 421 p.