1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 10, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 10, стр. 997-1006

Модель плавления чистых металлов

В. Н. Чувильдеев a, А. В. Семенычева a, *

a Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
603022 Нижний Новгород, просп. Гагарина, 23, Россия

* E-mail: semenycheva@nifti.unn.ru

Поступила в редакцию 21.07.2023
После доработки 14.08.2023
Принята к публикации 17.08.2023

Аннотация

Представлена модель расчета теплоты плавления чистых металлов, учитывающая вклад фононного “аналога силы Казимира” в процесс плавления металлов. Модель позволяет объяснить несоответствие между экспериментальной величиной удельной теплоты плавления и теоретически рассчитанной суммой скачка конфигурационной и колебательной энтропии при фазовом переходе из твердого состояния в жидкое. Описанный подход также позволяет оценить величину скачка объема при плавлении, используя значения кристаллогеометрических и термодинамических параметров материала.

Ключевые слова: фазовый переход первого рода, плавление, латентная теплота плавления, изменение объема при плавлении

Список литературы

  1. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. М.: Гостехиздат, 1948. 292 с.

  2. Eyring H., Jhon M.S. Significant liquid structures. N.Y.: John Wiley & Sons, 1969. 149 p.

  3. Сандитов Д.С., Бартенев Г.М. Физические свойства неупорядоченных структур. Новосибирск: Наука, 1982. 258 с.

  4. Регель А.Р., Глазов В.М. Периодический закон и физические свойства электронных расплавов. М.: Наука, 1978. 307 с.

  5. Займан Дж. Модели беспорядка. Теоретическая физика однородно неупорядоченных систем. М.: Мир, 1982. 592 с.

  6. Уббелоде А.Р. Расплавленное состояние вещества. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1982. 375 с.

  7. Ершов Г.С., Черняков В.А. Строение и свойства жидких и твердых металлов. М.: Металлургия, 1978. 248 с.

  8. Арсентьев П.П., Коледов Л.А. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия, 1976. 376 с.

  9. Mei Q.S., Lu K. Melting and superheating of crystalline solids: From bulk to nanocrystals // Progress in Mater. Sci. 2007. V. 52. P. 1175–1262.

  10. Lawson A.C. Physics of the Lindemann melting rule // Philos. Mag. 2009. V. 89. P.1757–1770.

  11. Chuvildeev V.N., Semenycheva A.V. The role of the ‘‘Casimir force analogue’’ at the microscopic processes of crystallization and melting // Annals of Phys. 2016. V. 373. P. 390–398.

  12. Глесстон С., Лейдлер К., Эйринг Г. Теория абсолютных скоростей реакций. М.: ИЛ, 1948. 583 с.

  13. Mie G. Zur kinetischen Theorie der einatomigen Körper // Ann. d. Phys. 1903. Bd 11. P. 657–698.

  14. Gruneisen E. Zustand des festen Körpers // Handb. d. Phys. 1926. Bd 10. P. 1–59.

  15. Casimir H.B.G. On the attraction between two perfectly conducting plates // Indag. Math. 1948. V. 10. P. 261–263.

  16. Genet C., Lambrecht A., Reynaud S. Temperature dependence of the Casimir effect between metallic mirrors// Phys. Rev. A. 2000. V. 62. P. 012110.

  17. Bordag M., Mohideen U., Mostepanenko V.M. New developments in the Casimir effect // Phys. Rep. 2001. V. 353. P. 1–205.

  18. Bressi G., Carugno G., Onofrio R., Ruoso G. Measurement of the Casimir Force between Parallel Metallic Surfaces // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. № 4. P. 041804.

  19. Дзялошинский И.Е., Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Общая теория ван-дер-Ваальсовых сил // УФН. 1961. Т. 73. С. 381–422.

  20. Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. Физика химической связи. Пер. с англ. под ред. Ж.И. Алферова. Т. 2. М.: Мир, 1983. 332 с.

  21. Физические величины / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихона. М.: Энергоатомиздат, 1991. 500 с.

  22. Чувильдеев В.Н. Неравновесные границы зерен в металлах. Теория и приложения. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 304 с.

  23. Mott N.F. The resistance of liquid metals // Proc. Roy. Soc., Ser. A. 1934. V. 146A. P. 465–472.

  24. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. М.: Металлургия, 1989. 383 с.

  25. Соколовская Е.М., Гузей Л.С. Металлохимия. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 264 с.

  26. Valencia J.J., Quested P.N. Thermophysical Properties / in ASM Handbook. V. 15: Casting. ASM International, 2008. P. 468–481.

  27. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. М.: Наука, 1974. 292 с.

  28. Цагарейшвили Д.Ш. Уравнения для расчета изменения некоторых термических и упругих свойств кристаллов при их плавлении // ТВТ. 1981. Т. 19. № 1. С. 75–79.

  29. Машиностроение. Энциклопедия. Теоретическая механика. Термодинамика. Теплообмен. Т. 1–2 / Под общ. ред. К.С. Колесникова, А.И. Леонтьева. М.: Металлургия, 2011. 600 с.

  30. Станкус С.В., Хайрулин Р.А. Измерение термических свойств платины в интервале температур 293–2300 К методом проникающего излучения // Теплофизика высоких температур. 1992. Т. 30. № 3. С. 487–494.

  31. Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1006 с.

  32. Структура и свойства металлов и сплавов. Тепловые свойства металлов и сплавов / Под ред. Л.Н. Ларикова, Ю.Ф. Юрченко. Киев: Наукова думка, 1985. 437 с.

  33. Свойства элементов / Под ред. М.Е. Дрица. М.: Металлургия, 1985. 672 с.

  34. Burakovsky L., Greeff C., Preston D. Analytic model of the shear modulus at all temperatures and densities // Phys. Rev. B. 2003. V. 67. P. 094107.

  35. Frost H.J., Ashby M.F. Deformation-Mechanism Maps: The Plasticity and Creep of Metals and Ceramics. N.Y.: Pergamon Press, 1983. 327 p.

  36. Farraro J., McLellan R.B. High Temperature Elastic Properties of Polycrystalline Niobium, Tantalum, and Vanadium R // Metal. Trans. A. 1979. V. 10A. P. 1699–1702.

  37. Schramm K.H. Daten zur Schallgeschwindigkeit in reinen Metallen //Zeitschrift fur Metallkunde. 1962. V. 52. P. 729–735.

  38. Ledbetter H.M. Elastic properties of zinc: A compilation and a review // J. Phys. Chem. Reference Data. 1977. V. 6. P. 1181.

  39. Kuzman R. Handbook of Thermodynamic Tables and Charts. N.Y.: Hemisphere Publishing Corporation, 1976. 392 p.

  40. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Липецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. Изд. 2-е. М.: Металлургия, 1980. 318 с.

  41. Wray P.J. Volume Change Accompanying Solidification // Metal. Trans. 1974. V. 5. № 12. P. 2602–2603.

  42. Смитлз К. Дж. Металлы / Пер. с англ. под ред. С.Г. Глазунова. М.: Металлургия, 1980. 447 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика металлов и металловедение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал