Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2025, выпуск 2 » Статья стр. 340
<<<>>>
Изучение фрагментации кристалла при всестороннем сжатии
Российский научный фонд, 25-23-00001
Магомедов М.Н. 1
1Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики --- филиал ФБГУН объединенного Института высоких температур РАН, Махачкала, Дагестан, Россия
Email: mahmag4@mail.ru
Поступила в редакцию: 21 ноября 2024 г.
В окончательной редакции: 13 января 2025 г.
Принята к печати: 14 января 2025 г.
Выставление онлайн: 22 марта 2025 г.
PDF версия
На основании аналитического метода (т. е. без компьютерного моделирования) изучено изменение удельной (на единицу площади) поверхностной энергии (σ) кристалла от нормированного объема (v/v0) вдоль различных изотерм. Здесь v0 - значение объема при нулевых значениях давления и абсолютной температуры. Показано, что функция σ(v/v0) при определенном сжатии (v/v0)frS<1 переходит в отрицательную область. Такое поведение функции σ(v/v0) при v/v0<(v/v0)frS должно стимулировать фрагментацию кристалла, при которой кристалл будет стремиться любым путем увеличить свою межкристаллитную поверхность. Показано, что отрицательное значение функции σ(v/v0) должно стимулировать как фрагментацию структуры кристалла, так и нагревание фрагментирующей среды и появление в этой среде поверхностного давления, обусловленного появлением внутренней поверхности. Проведены расчеты величины (v/v0)frS для кристаллов Ne, Li и Au при различных температурах. На основании экспериментальных данных указаны давления, которые соответствуют рассчитанным значениям (v/v0)frS. Показано, что эти давления вполне достижимы в современных экспериментах по статическому сжатию этих кристаллов. Ключевые слова: деформация, поверхностная энергия, нанокристалл, поверхностное давление.
  1. C.C. Zurkowski, J. Yang, F. Miozzi, S. Vitale, E.F. O'Bannon III, Z. Jenei, S. Chariton, V. Prakapenka, Y. Fei. Sci. Rep. 14, 1, 11412 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-61861-2
  2. P.W. Bridgman. Studies in large plastic flow and fracture: with special emphasis on the effects of hydrostatic pressure. Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts (1964). 363 p. https://doi.org/10.4159/harvard.9780674731349
  3. S. Leoni, R. Ramlau, K. Meier, M. Schmidt, U. Schwarz. PNAS 105, 50, 19612 (2008). https://doi.org/10.1073/pnas.0805235105
  4. Т.М. Гапонцева, М.В. Дегтярев, П.В. Пилюгин, Т.И. Чащухина, Л.М. Воронова, А.М. Пацелов. ФММ 117, 4, 349 (2016). https://doi.org/10.7868/S0015323016040069 [T.M. Gapontseva, M.V. Degtyarev, V.P. Pilyugin, T.I. Chashchukhina, L.M. Voronova, A.M. Patselov. Phys. Metals. Metallogr. 117, 4, 336 (2016). https://doi.org/10.1134/S0031918X16040062]
  5. Y. Cao, S. Ni, X. Liao, M. Song, Y. Zhu. Mater. Sci. Eng.: R: Reports 133, 1 (2018). https://doi.org/10.1016/j.mser.2018.06.001
  6. А.М. Глезер, Р.В. Сундеев, А.В. Шалимова, Л.С. Метлов. УФН 193, 1, 33 (2023). https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.07.039024 [A.M. Glezer, R.V. Sundeev, A.V. Shalimova, L.S. Metlov. Phys.-Uspekhi 66, 1, 32 (2023). https://doi.org/10.3367/UFNe.2021.07.039024]
  7. V.K. Kumikov, Kh.B. Khokonov. Appl. Phys. 54, 3, 1346 (1983). https://doi.org/10.1063/1.332209
  8. S.N. Zhevnenko, I.S. Petrov, D. Scheiber, V.I. Razumovskiy. Acta Materialia 205, 116565 (2021). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.116565
  9. S. Zhu, K. Xie, Q. Lin, R. Cao, F. Qiu. Adv. Colloid. Interface Sci. 315, 102905 (2023). https://doi.org/10.1016/j.cis.2023.102905
  10. M.N. Magomedov. Phys. Rev. B 109, 3, 035405 (2024). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.109.035405
  11. М.Н. Магомедов. ФТТ 46, 5, 924 (2004). [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 46, 5, 954 (2004). https://doi.org/10.1134/1.1744976]
  12. М.Н. Магомедов. Кристаллография 62, 3, 487 (2017). [M.N. Magomedov. Crystallogr. Rep. 62, 3, 480 (2017). https://doi.org/10.1134/S1063774517030142]
  13. М.Н. Магомедов. ФТТ 63, 9, 1415 (2021). https://doi.org/10.21883/FTT.2021.09.51279.080 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 63, 10, 1465 (2021). https://doi.org/10.1134/S1063783421090250]
  14. М.Н. Магомедов. ФТТ 66, 3, 442 (2024). https://doi.org/10.61011/FTT.2024.03.57487.272 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 66, 3, 428 (2024).]
  15. М.Н. Магомедов. ЖТФ 83, 9, 56 (2013). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 58, 9, 1297 (2013). https://doi.org/10.1134/S106378421309020X]
  16. М.Н. Магомедов. ЖТФ 80, 9, 150 (2010). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 55, 9, 1382 (2010). https://doi.org/10.1134/S1063784210090240]
  17. М.Н. Магомедов. ФТТ 62, 12, 2034 (2020). https://doi.org/10.21883/FTT.2020.12.50206.172 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 62, 12, 2280 (2020). https://doi.org/10.1134/S1063783420120197]
  18. S.P. Kramynin. J. Phys. Chem. Solids 143, 109464 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2020.109464
  19. S.P. Kramynin. J. Phys. Chem. Solids 152, 109964 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2021.109964
  20. С.П. Крамынин. ФММ 123, 2, 119 (2022). https://doi.org/10.31857/S0015323022020061 [S.P. Kramynin. Phys. Metals. Metallogr. 123, 2, 107 (2022). https://doi.org/10.1134/S0031918X22020065]
  21. S.P. Kramynin. Solid State Sci. 124, 106814 (2022). https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2022.106814
  22. А.Х. Кяров, А.И. Темроков, Б.В. Хаев. ТВТ 35, 3, 386 (1997). [A.K. Kyarov, A.I. Temrokov, B.V. Khaev. High Temperature 35, 3, 380 (1997).]
  23. М.Н. Магомедов. Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 5, 59 (2012). [M.N. Magomedov. J. Surface Investigation. X-ray, Synchrotron. Neutron Technique 6, 3, 430 (2012). https://doi.org/10.1134/S1027451012050151]
  24. М.Н. Магомедов. Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 11, 107 (2013). [M.N. Magomedov. J. Surface Investigation. X-ray, Synchrotron. Neutron Techniques 7, 6, 1114 (2013). https://doi.org/10.1134/S1027451013060104]
  25. М.Н. Магомедов. ЖТФ 86, 5, 84 (2016). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 61, 5, 722 (2016). https://doi.org/10.1134/S1063784216050145]
  26. D.E. Grady. J. Mech. Phys. Solids 36, 3, 353 (1988). https://doi.org/10.1016/0022-5096(88)90015-4
  27. N. Amadou, T. de Resseguier. Phys. Rev. B 108, 17, 174109 (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.108.174109
  28. Ю.Х. Векилов, О.М. Красильников. УФН 179, 8, 883 (2009). https://doi.org/10.3367/UFNr.0179.200908f.0883 [Y.Kh. Vekilov, O.M. Krasilnikov. Phys.-Uspekhi 52, 8, 831 (2009). https://doi.org/10.3367/UFNe.0179.200908f.0883]
  29. L. Bellino, G. Florio, S. Giordano, G. Puglisi. Applications in Engineering Science 2, 100009 (2020). https://doi.org/10.1016/j.apples.2020.100009
  30. М.Н. Магомедов. ТВТ 44, 4, 518 (2006). [M.N. Magomedov. High Temperature 44, 4, 513 (2006). https://doi.org/10.1007/s10740-006-0064-5]
  31. М.Н. Магомедов. Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 7, 103 (2013). [M.N. Magomedov. J. Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques 7, 4, 697 (2013). https://doi.org/10.1134/S1027451013030087]
  32. М.Н. Магомедов. ТВТ 47, 2, 238 (2009). [M.N. Magomedov. High Temperature 47, 2, 219 (2009). https://doi.org/10.1134/S0018151X09020114]
  33. М.Н. Магомедов. ФТТ 64, 7, 765 (2022). https://doi.org/10.21883/FTT.2022.07.52559.319 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 64, 7, 765 (2022). https://doi.org/10.21883/PSS.2022.07.54579.319]
  34. R.E. Allen, F.W. De Wette. J. Chem. Phys. 51, 11, 4820 (1969). https://doi.org/10.1063/1.1671873
  35. R. Shuttleworth. Proceed. Phys. Soc. Section A 63, 5, 444 (1950). https://doi.org/10.1088/0370-1298/63/5/302
  36. W.R. Tyson, W.A. Miller. Surf. Sci. 62, 1, 267 (1977). https://doi.org/10.1016/0039-6028(77)90442-3
  37. L. Vitos, A.V. Ruban, H.L. Skriver, J. Kollar. Surface Sci. 411, 1--2, 186 (1998). https://doi.org/10.1016/s0039-6028(98)00363-x
  38. Q. Jiang, H.M. Lu, M. Zhao. J. Phys.: Condens. Matter 16, 4, 521 (2004). https://doi.org/10.1088/0953-8984/16/4/001
  39. B. Fu, W. Liu, Z. Li. Mater. Chem. Phys. 123, 2--3, 658 (2010). https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2010.05.034
  40. B.B. Alchagirov, T.M. Taova, Kh.B. Khokonov. Trans. JWRI. Special Issue (Japan) 30, 287 (2001). https://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/48071
  41. A. Patra, J.E. Bates, J. Sun, J.P. Perdew. PNAS 114, 44, E9188 (2017). https://doi.org/10.1073/pnas.1713320114
  42. M.S. Anderson, R.Q. Fugate, С.A. Swenson. J. Low Temperature Phys. 10, 3--4, 345 (1973). https://doi.org/10.1007/BF00654913
  43. A. Mishra, K. Dharmendra. J. Phys.: Conf. Ser. 2007, 1, 012007 (2021). https://doi.org/10.1088/1742-6596/2007/1/012007
  44. C.L. Guillaume, E. Gregoryanz, O. Degtyareva, M.I. McMahon, M. Hanfland, S. Evans, M. Guthrie, S.V. Sinogeikin, H.-K. Mao. Nature Phys. 7, 3, 211 (2011). https://doi.org/10.1038/NPHYS1864
  45. С.В. Чернов. ТВТ 26, 2, 264 (1988). [S.V. Chernov. High Temperature 26, 2, 191 (1988).]
  46. D.L. Heinz, R. Jeanloz. J. Appl. Phys. 55, 4, 885 (1984). https://doi.org/10.1063/1.333139
  47. C.-H. Nie, L.-R. Chen. Physica Status Solidi (b) 215, 2, 957 (1999). https://doi.org/10.1002/(sici)1521-3951(199910) 215:2<957::aid-pssb957>3.0.co;2-q
  48. M. Yokoo, N. Kawai, K.G. Nakamura, K. Kondo, Y. Tange, T. Tsuchiya. Phys. Rev. B 80, 10, 104114 (2009). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.104114
  49. S.M. Dorfman, V.B. Prakapenka, Y. Meng, T.S. Duffy. J. Geophys. Res.: Solid Earth 117, B8, B08210 (2012). https://doi.org/10.1029/2012JB009292
  50. X. Wang, Z. Wang, P. Gao, C. Zhang, J. Lv, H. Wang, H. Liu, Y. Wang, Y. Ma. Nature Commun. 14, 1, 2924 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-38650-y
  51. P. Richard, A. Castellano, R. Bejaud, L. Baguet, J. Bouchet, G. Geneste, F. Bottin. Phys. Rev. Lett. 131, 20, 206101 (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.206101
  52. А.М. Глезер, В.Н. Варюхин, А.А. Томчук, Н.А. Малеева. Доклады АН 457, 5, 535 (2014). [A.M. Glezer, V.N. Varyukhin, A.A. Tomchuk, N.A. Maleeva. Doklady Phys. 59, 8, 360 (2014). https://doi.org/10.1134/S1028335814080059]
  53. V.V. Popov, E.N. Popova. Mater. Trans 60, 7, 1209 (2019). https://doi.org/10.2320/matertrans.MF201913
  54. А.Н. Озерин, Т.С. Куркин, Л.А. Озерина, В.Ю. Долматов. Кристаллография 53, 1, 61 (2008). [A.N. Ozerin, T.S. Kurkin, L.A. Ozerina, V.Yu. Dolmatov. Crystallogr. Rep. 53, 1, 60 (2008). https://doi.org/10.1134/S1063774508010070]
  55. М.Н. Магомедов. ФММ 114, 3, 227 (2013). [M.N. Magomedov. Phys. Metals. Metallogr. 114, 3, 207 (2013). https://doi.org/10.1134/S0031918X13030113]
  56. М.Н. Магомедов. ЖТФ 83, 12, 87 (2013). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 58, 12, 1789 (2013). https://doi.org/10.1134/S1063784213120153]
  57. М.Н. Магомедов. ЖТФ 93, 2, 221 (2023). https://doi.org/10.21883/JTF.2023.02.54496.190-22 [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 68, 2, 209 (2023). https://doi.org/10.21883/TP.2023.02.55474.190-22]
  58. R.K. Koju, Y. Mishin. Nanomater. 11, 9, 2348 (2021). https://doi.org/10.3390/nano11092348
  59. В.В. Попов, Е.В. Осинников, А.Ю. Истомина, Е.Н. Попова, Р.М. Фалахутдинов. ФММ 124, 6, 477 (2023). https://doi.org/10.31857/S0015323023600582 [V.V. Popov, E.V. Osinnikova, A.Yu. Istomina, E.N. Popova, R.M. Falakhutdinov. Phys. Metals. Metallogr. 124, 6, 561 (2023). https://doi.org/10.1134/S0031918X23600781]
  60. В.В. Попов, А.В. Сергеев, А.В. Столбовский. ФММ 118, 4, 372 (2017). https://doi.org/10.7868/S0015323017040088 [V.V. Popov, A.V. Sergeev, A.V. Stolbovsky. Phys. Metals. Metallogr. 118, 4, 354 (2017). https://doi.org/10.1134/S0031918X17040081]
  61. R.V. Sundeev, A.V. Shalimova, A.M. Glezer, E.A. Pechina, M.V. Gorshenkov, G.I. Nosova. Mater. Sci. Eng.: A 679, 1 (2017). https://doi.org/10.1016/j.msea.2016.10.028
  62. Д.Ю. Ковалев, И.И. Чуев. ЖТФ 90, 10, 1724 (2020). https://doi.org/10.21883/JTF.2020.10.49805.37-20 [D.Y. Kovalev, I.I. Chuev. Tech. Phys. 65, 10, 1652 (2020). https://doi.org/10.1134/S1063784220100102]

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

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme