Определение параметров уравнения состояния молекулярных кристаллов на основе дифрактометрических исследований

Автор: Бирюкова М.А., Ковалев Ю.М., Петров Д.В., Станкевич А.В., Шестаков М.А.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика @vestnik-susu-mmph

Рубрика: Физика

Статья в выпуске: 3 т.15, 2023 года.

Бесплатный доступ

Представлены результаты определения кристаллической структуры образцов ТЭНа, гексогена и октогена методом рентгеновской дифрактометрии, приведены расчеты параметров элементарной ячейки молекулярных кристаллов, связанные с обработкой результатов рентгеновской дифрактометрии, и экспериментальные зависимости объемов элементарной ячейки молекулярных кристаллов от температуры. Полученные экспериментальные данные по изобарическому сжатию и расширению исследованных молекулярных кристаллов позволили уточнить тепловую составляющую уравнений состояния молекулярных кристаллов и получить выражение для изобарического коэффициента теплового расширения, связанное с математической моделью тепловой составляющей уравнений состояния молекулярных кристаллов. Полученная аналитическая зависимость изобарического коэффициента теплового расширения от температуры рассмотренных образцов позволяет правильно описывать предельный переход к низким температурам. Предложен метод аппроксимации, полученных экспериментальных зависимостей объема элементарной ячейки, исследуемых веществ, при изобарическом сжатии - расширении от температуры, основанный на математической модели полуэмпирических уравнений состояния молекулярных кристаллов. Данный подход позволил получить аналитическую зависимость объема элементарной ячейки кристалла от температуры, с точностью до 3 % описывающую представленные результаты рентгеновской дифрактометрии, рассмотренных в работе образцов молекулярных кристаллов.

Еще

Уравнение состояния, молекулярный кристалл, изобара, дифрактометрия, приближение дебая

Короткий адрес: https://sciup.org/147241779

IDR: 147241779   |   DOI: 10.14529/mmph230308

Список литературы Определение параметров уравнения состояния молекулярных кристаллов на основе дифрактометрических исследований

  • Сон, Э.Е. Современные исследования теплофизических свойств веществ (на основе последних публикаций в ТВТ) (Обзор) / Э.Е. Сон // Теплофизика высоких температур. - 2013. -Т. 51, № 3. - С. 392-411.
  • Исследования теплофизических свойств веществ и материалов в Новосибирском научном центре СО РАН в 2002-2012 годах / С.В. Станкус, Р.А. Хайрулин, В.Г. Мартынец, П.П. Безверхий // Теплофизика высоких температур. - 2013. - Т. 51, № 5. - С. 769-786.
  • Хищенко, К.В. Исследование уравнений состояния материалов при высокой концентрации энергии / К.В. Хищенко, В.Е. Фортов // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. - 2014. - Т. IV, № 1. - С. 6-16.
  • Жарков, В.Н. Уравнения состояния при высоких температурах и давлениях / В.Н. Жарков, В.А. Калинин. - М.: Наука, 1968. - 311 с.
  • Ковалев, Ю.М. Математическое моделирование тепловой составляющей уравнения состояния молекулярных кристаллов / Ю.М. Ковалев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Математическое моделирование и программирование». - 2013. - Т. 6, № 1. - С. 34-42.
  • Ковалев, Ю.М. Уравнения состояния для описания изотермического сжатия некоторых молекулярных кристаллов нитросоединений / Ю.М. Ковалев // Инженерно-физический журнал. -2020. - Т. 93, № 1. - С. 229-239.
  • Исследование параметров кристаллической и молекулярной структуры дифениламина с помощью кристаллографической модели, построенной по данным порошковой дифрактометрии / А.В. Станкевич, Л.Х. Бадретдинова, Д.А. Хадиева и др. // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2013. -№ 21. - С. 26-29.
  • Построение и исследование кристаллографической модели бензотрифуроксана на основе данных порошковой дифрактометрии / А.В. Станкевич, Б.Г. Лобойко, О.В. Костицын, Н.П. Тай-бинов, А.И. Ахметзянов // Доклады III Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Материалы и технологии XXI века», г. Бийск, 18-20 сентября 2013 г. - С. 131-136.
  • Пат. 2566399 Российская Федерация, МПК G01N 23/20. Способ определения структуры молекулярных кристаллов / А.В. Станкевич, О.В. Костицын, Н.П. Тайбинов. - № 2014115539/28, Заявл. 17.04.2014, Опубл. 27.10.2015, Бюл. № 30. - 16 с.
  • Crystal State of 1,3,5-Triamino-2,4,6-Trinitrobenzene (TATB) Undergoing Thermal Cycling Process / J. Sun, B. Kang, C. Xue et al. // J. Energetic Mater. - 2010. - Vol. 28, № 3. - P. 189-201.
  • Определение параметров уравнения состояния молекулярных кристаллов ТАТБ на основе дифрактометрических исследований / М.А. Бирюкова, Д.В. Петров, Ю.М. Ковалев, Е.Б. Смирнов, А.В. Станкевич // XV Всероссийский симпозиум по горению и взрыву. Тезисы докладов. - Черноголовка, 2020. - С. 24-25.
  • Ковалев, Ю.М. Определение температурной зависимости изобарического коэффициента объемного расширения для некоторых молекулярных кристаллов нитросоединений / Ю.М. Ковалев // Инженерно-физический журнал. - 2018. - Т. 91, № 6. - С. 1653-1663.
  • Базаров, И.П. Термодинамика / И.П. Базаров. - М.: Высшая школа, 1991. - 375 с.
  • Ковалев, Ю.М. Определение вида коэффициента Грюнайзена для молекулярных кристаллов / Ю.М. Ковалев // Доклады Академии наук. - 2005. - Т. 403, № 4. - С. 475-477.
  • Ковалев, Ю.М. Функция Грюнайзена для твердых взрывчатых веществ / Ю.М. Ковалев // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов. - 2005. - № 2. - С. 55-59.
  • Жирифалько, Л. Статистическая физика твердого тела / Л. Жирифалько - М.: Мир, 1975. - 382 с.
  • Ковалев, Ю.М. Определение температурной зависимости теплоемкости для некоторых молекулярных кристаллов нитросоединений / Ю.М. Ковалев, В.Ф. Куропатенко // Инженерно-физический журнал. - 2018. - Т. 91, № 2. - С. 297-306.
  • Степанов, Н.Ф. Квантовая химия сегодня / Н.Ф. Степанов, Ю.В. Новаковская // Рос. хим. журнал. - 2007. - Т. LI, № 5. - С. 5-17.
  • Rykounov. A.A. Investigation of the Pressure Dependent Thermodynamic and Elastic Properties of 1,3,5-Triamino-2,4,6-Trinitrobenzene using Dispersion Corrected Density Functional Theory / A.A. Rykounov // J. Appl. Phys. - 2015. - Vol. 117. - P. 215901.
  • Gibbs, T.R., LASL Explosive Property Data. Los Alamos Series on Dynamic Material Properties / T.R. Gibbs, A. Popolato. - Berkeley. Los Angeles, London: University of California Press, 1980. - 479 p.
Еще
Статья научная