Издателям
Вышедшие номера
Температурная зависимость теплоемкости и времена установления вакансионного равновесия в простых кристаллах
Товбин Ю.К.1, Титов С.В.1, Комаров В.Н.1
1Научно-исслeдоватeльский физико-химичeский институт им. Л.Я. Карпова, Москва, Россия
Email: tovbin@cc.nifhi.ac.ru
Поступила в редакцию: 14 апреля 2014 г.
Выставление онлайн: 20 января 2015 г.

Определен концентрационный диапазон вакансий, влияющих на температурную зависимость теплоемкости при постоянном объеме Cv, и рассчитаны времена установления вакансионного равновесия в сферических образцах простых кристаллов различных радиусов за счет теплового движения атомов в ходе процесса, максимально приближенного к равновесному, при понижении температуры начиная от температуры плавления до текущего значения T. При расчете свободной энергии дефектного кристалла учитываются вклады межатомных взаимодействий через потенциальные функции Леннард-Джонса и колебательные энергии. Свойства дефектного кристалла рассчитываются на основе функции распределения частот идеального кристалла и поправок к ней, отражающих локальные колебания атомов вокруг вакансий, в рамках линейного приближения Лифшица по плотности вакансий. Для нахождения свободной энергии бездефектного идеального кристалла рассчитаны частоты нормальных колебаний кристалла с учетом взаимодействий до четырех ближайших соседей. Показано, что пренебрежение акустическими (антифазными) участками спектра при расчете Cv приводит с ростом температуры к уменьшению (увеличению) значений Cv от аналогичных значений, рассчитанных по полному спектру колебаний. Неравновесность состояний дефектного кристалла может приводить к отрицательным значениям теплоемкости при постоянном объеме. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант N 12-03-00028а).
  • А.И. Гусев, А.А. Ремпель. Нанокристаллические материалы. Физматлит, М. (2001). 234 с
  • А.П. Жиляев, А.И. Пшеничнюк. Сверхпластичность и границы зерен в ультрамелкозернистых материалах. Физматлит, М. (2008). C. 320
  • Н.Ф. Уваров, В.В. Болдырев. Успехи химии 70, 307 (2001)
  • У. Мюллер. Структурная неорганическая химия. Интеллект, Долгопрудный (2011). 352 с
  • А.Б. Ярославцев. Химия твердого тела. Научный мир, М. (2009). 382 с
  • И.П. Суздалев. Нанотехнология: физико-химия кластеров, наноструктур и наноматериалов. КомКнига, М. (2006). 588 с
  • И.П. Базаров. Термодинамика. МГУ, М. (1991). 376 c
  • Л. Жирифалько. Статистическая теория твердого тела. Мир, М. (1975). 382 с
  • Б.С. Бокштейн, С.З. Бокштейн, А.А. Жуховицкий. Термодинамика и кинетика диффузии в твердых телах. Металлургия, М. (1974). 280 c
  • Х. Мерер. Диффузия в твердых телах. Интеллект, Долгопрудный (2011). 536 c
  • H.I. Aaronson, M. Enomoto, J.K. Lee. Mechanisms of Diffusional Phase Transformations in Metals and Alloys. CRC Press Taylor \& Francis Group, Boca Raton, FL (2010). 667 р
  • К.П. Гуров, Б.А. Карташкин. Ю.Э. Угасте. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах. Наука, М. (1981). 350 с
  • И.М. Лифшиц. Физика реальных кристаллов и неупорядоченных систем. Избр. тр. Наука, М. (1987). С. 552
  • I.M. Lifshitz. Nuovo Cimento Suppl. 3, 716 (1956)
  • I.M. Lifshitz, A.M. Kosevich. Rep. Progr. Phys. 29, 217 (1966)
  • А. Марадудин. Дефекты и колебательный спектр кристаллов. Мир, М. (1968). 431 c
  • А.М. Косевич. Основы механики кристаллической решетки. Наука, М. (1972). 280 c
  • Н.М. Плакида. Статистическая физика и квантовая теория поля. Наука, М. (1973). С. 205
  • В.К. Федянин. Статистическая физика и квантовая теория поля. Наука, М. (1973). С. 241
  • В.А. Загребнов, В.К. Федянин. ТМФ 10, 127 (1972)
  • В.Н. Бондарев, Д.В. Тарасевич. ФТТ 52, 1156 (2010)
  • П.Е. Львов, В.В. Светухин, А.В. Обухов. ФТТ 53, 394 (2011)
  • Л.С. Васильев. Изв. РАН. Сер. физ. 72, 1130 (2008)
  • V.I. Zubov, I.V. Zubov. Phys. Status Solidi B 243, 2711 (2006)
  • A.I. Karasevskii, V.V. Lubashenko. Phys. Rev. B 71, 012 107 (2005)
  • G.F. Voronin, I.B. Kutsenok. J. Chem. Eng. Data 58, 2083 (2013)
  • T.J. B Holland, R.J. Powell. Metamorph. Geol. 29, 333 (2011)
  • T. Matsuo, N. Tanaka, M. Fukai, O. Yamamuro, A. Inaba, Ichikawa. Thermochim. Acta 403, 137 (2003)
  • Г. Лейбфрид. Микроскопическая теория механических и тепловых свойств кристаллов. ГИФМЛ, М.--Л. (1963). 313 с
  • П. Дин. Вычислительные методы в теории твердого тела. Мир, М. (1975). С. 209
  • Е.П. Троицкая, В.В. Чабаненко, E.A. Филиппенко, И.В. Жихарев, И.И. Горбенко. ФTT 55, 2218 (2013)
  • Е.П. Троицкая, В.В. Чабаненко, Е.Е. Горбенко. ФTT 51, 1999 (2009)
  • G.E. Moyano, P. Schwerdtfeger, K. Rosciszewski. Phys. Rew. B 75, 024 101 (2007)
  • A.И. Лебедев. ФТТ 51, 341 (2009)
  • P. Heino. Thermal conductivity and temperature in solid argon by nonequilibrium molecular dynamics simulations. Phys. Rev. B 71, 144 302 (2005)
  • J.E. Turney, E.S. Landry, A.J.H. McGaughey, C.H. Amon. Phys. Rev. B 79, 064 301 (2009)
  • L.V. Kulik, C. Guedj, M.W. Dashiell, J. Kolodzey, A. Hairie. Phys. Rev. B 59, 15 753 (1999)
  • C. Cazorla, D. Errandonea, E. Sola. Phys. Rev. B 80, 064 105 (2009)
  • E. Kabliman, P. Blaha, K. Schwarz. Phys. Rev. B 82, 125 308 (2010)
  • Ю.К. Товбин. Теория физико-химических процессов на границе газ--твердое тело. Наука, М. (1990). 288 с
  • V.S. Pervov, E.V. Manokhina, Zh.V. Dobrokhotova, A.E. Zotova, A.Yu. Zavrazhnov. Inorganic Mater. 47, 1407 (2011)
  • В.Е. Панин, В.Е. Егорушкин. Физика металлов и металловедение 110, 486 (2010)
  • Ч. Китель. Введение в физику твердого тела. Наука, М. (1978). 792 с
  • Я.И. Френкель. Введение в теорию металлов. ГИТТЛ, М.-Л. (1950). 384 с
  • Ю.К. Товбин, В.Н. Комаров. ФТТ 56, 341 (2014)
  • Е.А. Мелвин-Хьюз. Физическая химия. ИЛ, М. (1962). 1148 с
  • К. Хир. Статистическая механика, кинетическая теория и стохастические процессы. Мир, М. (1976). 600 c
  • Ю.К. Товбин. ЖФХ 88, 1266 (2014)
  • Ю.К. Товбин, С.В. Титов. ЖФХ 88, 1874 (2014)
  • G. Neumann, C. Tuijn. Self-Diffusion and Impurity Diffusion in Pure Metals: Handbook of Experimental Data. Pergamon Materials Series (2009). V. 14. 349 p
  • N.P. Tishchenko. Phys. Status Solidi A 73, 279 (1982)
  • A. Berne, G. Boato, M. De Paz. Nuovo Cimento 24, 1179 (1962)
  • A. Berne, G. Boato, M. De Paz. Nuovo Cimento 46, 182 (1966)
  • N.H. Nachtrieb, E. Catalano, J.A. Weil. J. Chem. Phys. 20, 1185 (1952)
  • J.N. Mundy, L.W. Barr, F.A. Smith. Phil. Mag. 15, 411 (1967)
  • T.S. Lundy, J.F. Murdock. J. Appl. Phys. 33, 1671 (1962)
  • S.J. Rothman, N.L. Peterson, J.T. Robinson. Phys. Status Solidi 39, 635 (1970)
  • Ch. Herzig, H. Eckseler, W. Bussmann, D. Cardis. J. Nucl. Mater. 69/70, 61 (1978)
  • S.J. Rothman, N.L. Peterson. Phys. Status Solidi 35, 305 (1969)
  • J. Crank. The mathematics of diffusion. Clarenton Press, Oxford (1975). 414 p.
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.