Линейная корреляция ангармонического коэффициента с температурой размягчения стеклообразных твердых тел

Бесплатный доступ

С использованием модели делокализованных атомов впервые показана линейная корреляция ангармонического коэффициента и температуры стеклования некоторых стеклообразных твердых тел. Ангармонизм решеточных колебаний приводит к суммарному тепловому давлению, которое растягивает межатомные связи. Тепловое давление компенсируется внешним и внутренним давлениями. Внутренняя энергия состоит из энергии связей атомов и молекул, образовавших твердое тело. Внутреннее давление, являющееся основной составляющей теплового давления в жидкости и твердом теле, равно производной от внутренней энергии по объему при постоянной температуре и представляет собой упругую реакцию решетки на внешние воздействия. В приближении вплоть до предельной деформации справедлив закон Гука, с применением предлагаемой модели найдено значение максимального теплового давления. Здесь предельная деформация межатомной связи пропорциональна обратной величине ангармонического коэффициента. Далее с учетом уравнения состояния вытекает линейная корреляция обратной величины квадрата ангармонического коэффициента с температурой размягчения стеклообразных твердых тел. Следуя этой модели, можно полагать, что элементарным актом процесса размягчения и пластической деформации стеклообразных твердых тел является максимальная деформация межатомной связи.

Еще

Модель делокализованных атомов, некристаллические твердые тела, линейная корреляция, температура стеклования, максимальная деформация межатомной связи, ангармонизм

Короткий адрес: https://sciup.org/14835239

IDR: 14835239   |   УДК: 532.2   |   DOI: 10.18101/2304-5728-2017-4-48-55

A linear correlation between the anharmonic coefficient and the softening temperature of vitreous solids

In the article using the model of delocalized atoms we first showed a linear correlation between the anharmonic coefficient and the softening temperature of some vitreous solids. The anharmonicity of lattice vibrations leads to a total thermal pressure, which stretches the interatomic bonds. Thermal pressure is compensated by external and internal pressures. Internal pressure, which is the main component of thermal pressure in liquid and solids, is equal to the derivative of internal energy by volume at a constant temperature, and represents the elastic response of the lattice to external influences. The internal energy consists of the binding energy of atoms and molecules that form a solid body. The internal pressure, which is the main component of the thermal pressure in the liquid and solid, is equal to the derivative of internal energy by volume at a constant temperature and represents the elastic response of the lattice to external influences. In the approximation up to the limiting deformation Hooke's law is valid; using the proposed model we have found the value of maximum thermal pressure. Here the limiting deformation of the interatomic bond is proportional to the reciprocal of the anharmonic coefficient. Further, taking into account the equation of state, we reveal a linear correlation of the reciprocal of squared anharmonic coefficient with the softening temperature of vitreous solids. According to this model, it can be assumed that the elementary act of the process of vitreous solids softening and plastic deformation is the maximum deformation of the interatomic bond.

Еще

Список литературы Линейная корреляция ангармонического коэффициента с температурой размягчения стеклообразных твердых тел

  • Сандитов Д. С. Модель делокализованных атомов в физике стеклообразного состояния//Журнал экспериментальной и теоретической физики (ЖЭТФ) РАН. 2012. Т. 142, Вып. 1. С. 123-137.
  • Сандитов Д. С., Дармаев М. В., Мантатов В. В. Предельная упругая деформация межатомной связи в неорганических стеклах//Журнал физической химии. 2015. Т. 89, № 2. С. 258-261.
  • Сандитов Д. С., Бартенев Г. М. Физические свойства неупорядоченных структур. Новосибирск: Наука, 1982. 259 с.
  • Ростиашвили В. Г., Иржак В. П., Розенберг Б. А. Стеклование полимеров. Л.: Химия, 1987. 192 с.
  • Мазурин О. В. Стеклование. Л.: Наука, 1986. 160 с.
  • Nemilov S. V. Thermodynamic and kinetic aspects of the vitreous state. London, Tokyo: Roca Raton; Ann Arbor; CRC Press Inc., 1995. 213 p.
  • Олемской А. И., Хоменко А. В. Синергетическая теория стеклования жидкости//Журн. техн. физики. 2000. Т. 70, № 6. С. 10-13.
  • Saunders G. A. Phonon anharmonicity near the melting point and the glass transition//Phil. Mag. 1989. V. 59B. N 1. P. 179-190.
  • Немилов С. В. Развитие представлений о характере внутренних изменений систем при переходе стекло -жидкость//Физика и химия стекла. 1980. Т. 6, № 3. С. 257-268.
  • Сандитов Д. С., Козлов Г. В. Ангармонизм межатомных и межмолекулярных связей и физико-механические свойства полимерных стекол//Физика и химия стекла. 1995. Т. 21, № 6. С. 549-578.
  • Сандитов Б. Д., Мантатов В. В. Нелинейность силы межмолекулярных взаимодействий в некристаллических твердых телах. Улан-Удэ: Изд-во Бурят, гос. ун-та, 2001. 96 с.
  • Бурштейн А. И. Молекулярная физика. Новосибирск: Наука, 1986. 288 с.
  • Петров В. А., Башкарев А. Я., Веттегрень В. И. Физические основы прогнозирования долговечности конструкционных материалов. СПб: Политехника, 1993. 475 с.
  • Сандитов Д. С., Сандитов Б. Д., Мантатов В. В. Ангармонизм и элементарный акт пластической деформации аморфных полимеров и стекол//Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2007. Т. 49, № 9. С.1679-1688.
  • Мазурин О. В., Стрельцина М. В., Швайко-Швайковская Т. Н. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. Справочник. Л.: Наука, 1973. Т. 1. 444 с.
  • Glass property information system SciGlass -6.6. 2006. Institute of Theoretical chemistry, Shrewsbury, MA, (www.sciglass.info).
  • Bridge B., Patel N. D., Waters D. N. On the elastic constants and structure of pure inorganic oxide glasses//Physica status solids. 1983. V. A74. № 2. P. 655-659.
Еще