Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2018, выпуск 9 » Статья стр. 1803
<<<>>>
Кинетика зарождения жидкой фазы в растянутом ГЦК-кристалле: молекулярно-динамическое моделирование
DOI: 10.21883/FTT.2018.09.46402.034
Переводная версия: 10.1134/S1063783418090032
Байдаков В.Г.1, Типеев А.О. 1
1Институт теплофизики УрО РАН, Екатеринбург, Россия
Email: baidakov@itp.uran.ru
Поступила в редакцию: 8 февраля 2018 г.
Выставление онлайн: 20 августа 2018 г.
PDF версия
Исследована кинетика спонтанного образования жидкой фазы в растянутом (перегретом) леннард-джонсовском ГЦК-кристалле. В молекулярно-динамических экспериментах определены основные параметры процесса зародышеобразования: частота зародышеобразования J, коэффициент диффузии зародышей D*, неравновесный фактор Зельдовича Z, размер критического зародыша R*. Расчеты проведены при отрицательных - от конечной точки линии плавления, и положительных, до 8 раз превышающих критическое, давлениях. Результаты моделирования сопоставлены с классической теорией гомогенного зародышеобразования. Установлено, что теория качественно правильно воспроизводит динамику развития процесса. При хорошем количественном согласии теории и моделирования по скорости перехода зародыша жидкой фазы через критический размер имеет место большое расхождение по числу критических зародышей в единице объема метастабильной фазы. Для больших перегревов и отрицательных давлений вклад энергии упругих напряжений в движущую силу фазового превращения мал и в первом приближении им можно пренебречь. Рассогласование теории и результатов моделирования может быть устранено, если принять, что поверхностная свободная энергия искривленной межфазной границы кристалл-жидкая капля на 30-35% меньше, чем плоской границы. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект 18-19-00276).
  1. И.М. Лифшиц, Л.С. Гулида. ДАН СССР 87, 3, 377 (1952)
  2. Г.И. Канель, В.Е. Фортов, С.В. Разоренов. УФН 177, 8, 809 (2007)
  3. С.И. Ашитков, П.С. Комаров, М.Б. Агранат, Г.И. Канель, В.Е. Фортов. Письма в ЖЭТФ 98, 7, 439 (2013)
  4. В.Г. Байдаков, А.Е. Галашев, В.П. Скрипов. ФТТ 2, 9, 2681 (1980)
  5. K. Lu, Y. Li. Phys. Rev. Lett. 80, 20, 4474 (1998)
  6. S.-N. Luo, T.J. Ahres, T. Cagin, A. Strachan, W.A. Goddard, D.C. Swift. Phys. Rev. B 68, 134206 (2003)
  7. J. Wang, J. Li, S. Yip, S. Phillpot, D. Wolf. Phys. Rev. B 52, 17, 12627 (1995)
  8. V.G. Baidakov, S.P. Protsenko. Phys. Rev. Lett. 95, 015701 (2005)
  9. S.-N. Luo, L. Zheng, A. Strachan, D.C. Swift. J. Chem. Phys. 126, 034505 (2007)
  10. А.Ю. Куксин, Г.Э. Норман, В.В. Стегайлов. ТВТ 45, 1, 43 (2007)
  11. В.И. Моторин. ФТТ 29, 4, 1227 (1987)
  12. E.A. Brener, S.V. Iordanskii, V.I. Marchenko. Phys. Rev. Lett. 82, 7, 1506 (1999)
  13. А.Л. Ройтбурд, Д.Е. Темкин. ФТТ 28, 3, 775 (1986)
  14. V.G. Baidakov, A.O. Tipeev. J. Chem. Phys. 143, 124501 (2015)
  15. Я.Б. Зельдович. ЖЭТФ 12, 11/12, 525 (1942)
  16. Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский. Физическая кинетика. Наука, М. (1979). Т. 10. 528 с
  17. Б.Я. Любов. Теория кристаллизации в больших объемах. Наука, М. (1975). 256 с
  18. С. Глесстон, К. Лейдлер, Г. Эйринг. Теория абсолютных скоростей реакций. ИЛ, М. (1948). 293 с
  19. В.П. Скрипов, В.П. Коверда. Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей. Наука, М. (1984). 232 с
  20. А.В. Прохоров. ДАН СССР 239, 6, 1323 (1978)
  21. D. Frenkel, B. Smit. Understanding Molecular Simulations: From Algorithms to Applications. Academic Press , San Diego, San Francisco, N. Y., Boston, London, Sydney, Tokyo (1996). 443 p
  22. L. Verlet. Phys. Rev. 159, 1, 98 (1967)
  23. В.П. Скрипов. Метастабильная жидкость. Наука, М. (1972). 312 с
  24. J. Wedekind, R. Strey, D. Reguera. J. Chem. Phys. 126, 134103 (2007)
  25. W. Lechner, C. Dellago. J. Chem. Phys. 129, 114707 (2008)
  26. V.G. Baidakov, A.O. Tipeev. J. Chem. Phys. 136, 174510 (2012)
  27. S. Auer, D. Frenkel. J. Chem. Phys. 120, 3015 (2004)
  28. V.G. Baidakov, S.P. Protsenko, A.O. Tipeev. J. Chem. Phys. 139, 224703 (2013)
  29. V.G. Baidakov, Z.R. Kozlova, S.P. Protsenko. Fluid Phase Equilib. 263, 55 (2008)
  30. В.Г. Байдаков, А.О. Типеев. ТВТ 56, 2, 193 (2018)
  31. Г.Ш. Болтачев, В.Г. Байдаков. ТВТ 41, 2, 314 (2003)
  32. V.G. Baidakov. J. Chem. Phys. 144, 074502 (2016)
  33. B.J. Block, S.K. Das, M. Oettel, P. Virnau, K. Binder. J. Chem. Phys. 133, 154702 (2010)
  34. V.G. Baidakov, A.O. Tipeev, K.S. Bobrov, G.V. Ionov. J. Chem. Phys. 132, 234505 (2010)
  35. A.Yu. Kuksin, G.E. Norman, V.V. Stegailov. Molecular Dynamics Modelling of Lifetime and Decay of Metastable Crystals Under Superheating or Stretching. in Computational Physics: Proceedings of the Joint Conference of ICCP6 and CCP2003. Rinton Press Inc., Beijing (2004). P. 126--129
  36. V.I. Motorin, S.L. Musher. J. Chem. Phys. 91, 465 (1984)
  37. V.G. Baidakov, K.S. Bobrov. J. Chem. Phys. 140, 184506 (2014)

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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme