СТРУКТУРНЫЕ ПЕРЕХОДЫ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ

Д.В. Тарасевич, О.В. Богдан

Анотація


В статье представлен краткий обзор работ, посвященных явлению полиморфизма. Полиморфные переходы наблюдается у многих веществ, в том числе и у кристаллов благородных газов, которые являются удобными объектами для построения теории, описывающей данное явление. На сегодняшний день, кристаллы изучаются в широком диапазоне давлений и температур, включая «экзотическую» область отрицательных давлений. Кроме того, использование современных технологий при постановке экспериментов дает возможность всесторонне исследовать различные объекты, даже в тех условиях, когда реальный эксперимент недоступен.

Ключевые слова: полиморфизм, ОЦК, ГЦК, аллотропные состояния, кристаллические модификации.

кандидат фізико-математичних наук, Тарасевич Д.В., Богдан О.В. Структурні переходи твердих речовин / Одеська державна академія будівництва та архітектури, Україна, Одеса

У статті подано короткий огляд робіт, присвячених явищу поліморфізму. Поліморфні переходи спостерігаються у багатьох речовин, в тому числі і у кристалів благородних газів, які є зручними об'єктами для побудови теорії, що описує дане явище. На сьогоднішній день, кристали вивчаються в широкому діапазоні тисків і температур, включаючи «екзотичну» область негативних тисків. Крім того, використання сучасних технологій при постановці експериментів дає можливість всебічно дослідити різні об'єкти, навіть в тих умовах, коли реальний експеримент недоступний.Ключові слова: поліморфізм, ОЦК, ГЦК, алотропні стани, кристалічні модифікації.

PhD in Physico-mathematical sciences, Tarasevych D.V., Bogdan O.V. Structural transitions of solid substances / Odessa State Academy of Construction and Architecture, Odessa, Ukraine.

A brief overview of the works in this article devoted to the phenomenon of polymorphism. Polymorphic transitions are observed in many substances including crystals of noble gases which are convenient objects for constructing a theory describing the phenomenon. Today crystals are studied in a wide range of pressures and temperatures including in the "exotic" sphere of negative pressures. Besides the use of modern technologies in the process of the experiments gives the posibility to explore various objects even in those conditions when a real experiment is not available.Key words: polymorphism, bcc, fcc, allotropic states, crystalline modifications.

Повний текст:

PDF

Посилання


Ландау Л.Д. Статистическая физика. Часть 1 / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. – [3-е изд.]. – М.: Наука, 1976. – 584 с. – («Теоретическая физика», том V).

Евдокимова В.В. Некоторые закономерности фазовых p-T диаграмм и полиморфные превращения элементов при высоких давлениях / В.В. Евдокимова // УФН. – 1966. – Т. 88. – С. 93 – 123.

Стишов С.М. Плавление при высоких давлениях / С.М. Стишов // УФН. – 1968. – Т. 96. – вып. 3. – С. 467 – 496.

Верма А. Рам. Полиморфизм и политипизм в кристаллах / А. Рам Верма, П. Кришна. – М.: Мир, 1969. – 274 с.

Физическая Энциклопедия: в 5 томах / [Под ред. А.М. Прохорова]. – М: Советская Энциклопедия, Т. 4. – 1994. – 704 с.

Курдюмов Г. В. Превращения в железе и стали / Г. В. Курдюмов, Л. М. Утевский, Р. И. Энтин. –М: Наука,1977. – 240 c.

Olson G.B. New directions in martensite theory / G.B. Olson // Materials Science and Engineering A. – 1999. – Vol. 273-275. –№ 15. – P. 11-20.

Плотников В.А. Моделирование взрывной акустической эмиссии при мартенситных превращениях / В.А. Плотников // письма в ЖЭТФ. – 1998. –Т. 24. – № 1. – С. 31 – 38.

Ouvrard C. Toward Crystal Structure Prediction for Conformationally Flexible Molecules: The Headaches Illustrated by Aspirin / Carole Ouvrard, Sarah L. Price // Crystal Growth & Design. – 2004. – Vol. 4, № 6. – P. 1119 – 1127.

Бусыгина И.А Исследование полиморфизма этинилэстрадиола / И.А. Бусыгина, А.И. Сливкин // Вестник ВГУ, Серия: Химия. Биология. Фармация. – 2008. – № 2. – С. 131 – 134.

Леонидов Н.Б. История развития концепции полиморфизма химических веществ (краткий очерк) / Н.Б. Леонидов // Российский химический журнал. – 1997. – Т. XLI, № 5. – С. 10 – 21.

Смирнова И.Г. Анализ кристаллической и пространственной структуры лекарственных веществ/ И.Г Смирнова, Г.Н. Гильдеева, В.В. Чистяков // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 2. Химия. – 2012. – Т. 53, № 4. – С. 234-240.

Маленков Г.Г. Структуры элементов IV группы и твердых фаз воды / Г.Г. Маленков // Журнал структурной химии. – 2016. – Т. 57, №4. – С. 831-842.

Del Rosso L. Refined Structure of Metastable Ice XVII from Neutron Diffraction Measurements / L. del Rosso, F. Grazzi, M. Celli, D. Colognesi, V. Garcia-Sakai, and L. Ulivi //J. Phys. Chem. C. – 2016. – Vol. 120 (47). P. 26955-26959.

Бокий Г.Б. Кристаллохимия / Г.Б. Бокий. – М.: Наука, 1971. – 400 с.

Современная кристаллография: в 4 т. / Л.А. Шувалов, А.А. Урусовская, И.С. Желудев [и др.]. Т. 4 / [под ред. Б.К. Вайнштейна]. М.:Наука, 1981. – 96 с.

Каннель Г.И. Ударные волны в физике конденсированного состояния / Г.И. Каннель, В.Е. Фортов, С.В. Разоренов // УФН. – 2007. – Т. 177. – С. 809 – 830.

Физическая Энциклопедия: в 5 томах / [под ред. А. М. Прохорова]. – М.: Советская Энциклопедия, Т. 1. – 1988. – 548 с.

Cynn H. Martensitic fcc-to-hcp transformation observed in xenon at high pressure / H. Cynn, C.S. Yoo, B. Baer [et. al] // Phys. Rev. Lett. – 2001. – Vol. 86. – P. 4552 – 4555.

Errandonea D. Phase behavior of krypton and xenon to 50 GPa / D. Errandonea, B. Schwager, R. Boehler [et. al] // Phys. Rev. B – 2002. – Vol. 65. – 214110. – 6 p.

Jephcoat A.P. Pressure-Induced Structural Phase Transitions in Solid Xenon / A.P. Jephcoat, H.-k. Mao, L.W. Finger [et. al] // Phys. Rev. Lett. – 1987. – Vol. 59. – P. 2670 – 2673.

Errandonea D. Structural transformation of compressed solid Ar: An x-ray diffraction study to 114 GPa / D. Errandonea, R. Boehler, S. Japel [et. al] // Phys. Rev. B – 2006. – Vol. 73. – 092106. – 4 p.

Kim E. Martensitic fcc-to-hcp Transformations in Solid Xenon under Pressure: A First-Principles Study / E. Kim, M. Nicol, H. Cynn, C.S. Yoo // Phys. Rev. Lett. – 2006. – Vol. 96. – 035504. –4 p.

Mao H.K. High-pressure diagram and equation of state of solid helium from single-crystal X-ray diffraction to 23.3 GPa / H.K. Mao, R.J. Hemley, Y. Wu [et. al] // Phys. Rev. Lett. – 1988. – Vol. 60. –P. 2649 – 2652.

Holian B.L. Predictions of the solid helium phase diagram / B.L. Holian, W.D. Gwinn, A.C. Luntz [et. al] // J. Chem. Phys. – 1973. – Vol. 59. – P. 5444 – 5455.

Loubeyre P. Three-body exchange interaction in dense helium / P. Loubeyre // Phys. Rev. Lett. – 1987. – Vol. 58. –P. 1857 – 1860.

Boehler R. High-Pressure Melting Curves of Argon, Krypton, and Xenon: Deviation from Corresponding States Theory / R. Boehler, M. Ross, P. Söderlind [et. al] // Phys. Rev. Lett. – 2001. – Vol. 86. –P. 5731 – 5734.

Datchi F. Extended and accurate determination of the melting curves of argon, helium, ice (H2O), and hydrogen (H2) / F. Datchi, P. Loubeyre, R. LeToullec // Phys. Rev. B – 2000. – Vol. 61, № 10. – 092106. – P. 6535 – 6546.

Бондарев В.Н. Статистическая теория термодинамической устойчивости кристаллических фаз / В.Н. Бондарев, Д.В. Тарасевич// ФТТ. – 2010. – Т. 52, вып. 6. – С. 1156 – 1162.

Bondarev V. N. Statistical theory of noble-gas crystals and the phenomenon of sublimation / V. N. Bondarev // Phys. Rev. E. – 2005. – Vol. 71, № 5. – 051102 – 12 p.

Belonoshko A.B. Molecular Dynamics Study of Melting and fcc-bcc Transitions in Xe / A.B. Belonoshko, R. Ahuja, B. Johansson // Phys. Rev. Lett. – 2001. – Vol. 87. – 165505. – 4 p.

Kechin V.V. Comment on “Molecular Dynamics Study of Melting and fcc-bcc Transitions in Xe” / V.V. Kechin // Phys. Rev. Lett. – 2002. – Vol. 89. – 119601. – 1 p.

Бондарев В.Н. Границы термодинамической устойчивости классических кристаллов благородных газов и проблема полиморфизма / В.Н. Бондарев, Д.В. Тарасевич // ФНТ. – 2011. – Т. 37, №. 7. – С. 752 – 763.

References:

Landau L.D. Statisticheskaya fizika. Chast 1 / L.D. Landau, Ye.M. Lifshits. – [3-e izd.]. – M.: Nauka, 1976. – 584 s. – («Teoreticheskaya fizika», tom V).

Yevdokimova V.V. Nekotorye zakonomernosti fazovykh p-T diagramm i polimorfnye prevrashcheniya elementov pri vysokikh davleniyakh / V.V. Yevdokimova // UFN. – 1966. – T. 88. – S. 93 – 123.

Stishov S.M. Plavlenie pri vysokikh davleniyakh / S.M. Stishov // UFN. – 1968. – T. 96. – vyp. 3. – S. 467 – 496.

Verma A. Ram. Polimorfizm i politipizm v kristallakh / A. Ram Verma, P. Krishna. – M.: Mir, 1969. – 274 s.

Fizicheskaya Entsiklopediya: v 5 tomakh / [Pod red. A.M. Prokhorova]. – M: Sovetskaya Entsiklopediya, T. 4. – 1994. – 704 s.

Kurdyumov G.V. Prevrashcheniya v zheleze i stali / G.V. Kurdyumov, L. M. Utevskiy, R.I. Entin. –M: Nauka,1977. – 240 c.

Olson G.B. New directions in martensite theory / G.B. Olson // Materials Science and Engineering A. – 1999. – Vol. 273-275. –№ 15. – P. 11-20.

Plotnikov V.A. Modelirovanie vzryvnoy akusticheskoy emissii pri martensitnykh prevrashcheniyakh / V.A. Plotnikov // pisma v ZhETF. – 1998. –T. 24. – № 1. – S. 31 – 38.

Ouvrard C. Toward Crystal Structure Prediction for Conformationally Flexible Molecules: The Headaches Illustrated by Aspirin / Carole Ouvrard, Sarah L. Price // Crystal Growth & Design. – 2004. – Vol. 4, № 6. – P. 1119 – 1127.

Busygina I.A Issledovanie polimorfizma etinilestradiola / I.A. Busygina, A.I. Slivkin // Vestnik VGU, Seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya. – 2008. – № 2. – S. 131 – 134.

Leonidov N.B. Istoriya razvitiya kontseptsii polimorfizma khimicheskikh veshchestv (kratkiy ocherk) / N.B. Leonidov // Rossiyskiy khimicheskiy zhurnal. – 1997. – T. XLI, № 5. – S. 10 – 21.

Smirnova I.G. Analiz kristallicheskoy i prostranstvennoy struktury lekarstvennykh veshchestv/ I.G Smirnova, G.N. Gildeeva, V.V. Chistyakov // Vestn. Mosk. Un-ta. Ser. 2. Khimiya. – 2012. – T. 53, № 4. – S. 234-240.

Malenkov G.G. Struktury elementov IV gruppy i tverdykh faz vody / G.G. Malenkov // Zhurnal strukturnoy khimii. – 2016. – T. 57, №4. – S. 831-842.

Del Rosso L. Refined Structure of Metastable Ice XVII from Neutron Diffraction Measurements / L. del Rosso, F. Grazzi, M. Celli, D. Colognesi, V. Garcia-Sakai, and L. Ulivi //J. Phys. Chem. C. – 2016. – Vol. 120 (47). P. 26955-26959.

Bokiy G.B. Kristallokhimiya / G.B. Bokiy. – M.: Nauka, 1971. – 400 s.

Sovremennaya kristallografiya: v 4 t. / L.A. Shuvalov, A.A. Urusovskaya, I.S. Zheludev [i dr.]. T. 4 / [pod red. B.K. Vaynshteyna]. M.:Nauka, 1981. – 96 s.

Kannel G.I. Udarnye volny v fizike kondensirovannogo sostoyaniya / G.I. Kannel, V.Ye. Fortov, S.V. Razorenov // UFN. – 2007. – T. 177. – S. 809 – 830.

Fizicheskaya Entsiklopediya: v 5 tomakh / [pod red. A. M. Prokhorova]. – M.: Sovetskaya Entsiklopediya, T. 1. – 1988. – 548 s.

Cynn H. Martensitic fcc-to-hcp transformation observed in xenon at high pressure / H. Cynn, C.S. Yoo, B.Baer [et. al] // Phys. Rev. Lett. – 2001. – Vol. 86. – P. 4552 – 4555.

Errandonea D. Phase behavior of krypton and xenon to 50 GPa / D. Errandonea, B. Schwager, R. Boehler [et. al] // Phys. Rev. B – 2002. – Vol. 65. – 214110. – 6 p.

Jephcoat A.P. Pressure-Induced Structural Phase Transitions in Solid Xenon / A.P. Jephcoat, H.-k. Mao, L. W. Finger [et. al] // Phys. Rev. Lett. – 1987. – Vol. 59. – P. 2670 – 2673.

Errandonea D. Structural transformation of compressed solid Ar: An x-ray diffraction study to 114 GPa / D. Errandonea, R. Boehler, S. Japel [et. al] // Phys. Rev. B – 2006. – Vol. 73. – 092106. – 4 p.

Kim E. Martensitic fcc-to-hcp Transformations in Solid Xenon under Pressure: A First-Principles Study / E. Kim, M. Nicol, H. Cynn, C.S. Yoo // Phys. Rev. Lett. – 2006. – Vol. 96. – 035504. –4 p.

Mao H.K. High-pressure diagram and equation of state of solid helium from single-crystal X-ray diffraction to 23.3 GPa / H.K. Mao, R.J. Hemley, Y. Wu [et. al] // Phys. Rev. Lett. – 1988. – Vol. 60. –P. 2649 – 2652.

Holian B.L. Predictions of the solid helium phase diagram / B.L. Holian, W.D. Gwinn, A.C. Luntz [et. al] // J. Chem. Phys. – 1973. – Vol. 59. – P. 5444 – 5455.

Loubeyre P. Three-body exchange interaction in dense helium / P. Loubeyre // Phys. Rev. Lett. – 1987. – Vol. 58. –P. 1857 – 1860.

Boehler R. High-Pressure Melting Curves of Argon, Krypton, and Xenon: Deviation from Corresponding States Theory / R. Boehler, M. Ross, P. Söderlind [et. al] // Phys. Rev. Lett. – 2001. – Vol. 86. –P. 5731 – 5734.

Datchi F. Extended and accurate determination of the melting curves of argon, helium, ice (H2O), and hydrogen (H2) / F. Datchi, P. Loubeyre, R. LeToullec // Phys. Rev. B – 2000. – Vol. 61, № 10. – 092106. – P. 6535 – 6546.

Bondarev V.N. Statisticheskaya teoriya termodinamicheskoy ustoychivosti kristallicheskikh faz / V.N. Bondarev, D.V. Tarasevich // FTT. – 2010. – T. 52, vyp. 6. – S. 1156 – 1162.

Bondarev V.N. Statistical theory of noble-gas crystals and the phenomenon of sublimation / V.N. Bondarev // Phys. Rev. E. – 2005. – Vol. 71, № 5. – 051102 – 12 p.

Belonoshko A.B. Molecular Dynamics Study of Melting and fcc-bcc Transitions in Xe / A.B. Belonoshko, R. Ahuja, B. Johansson // Phys. Rev. Lett. – 2001. – Vol. 87. – 165505. – 4 p.

Kechin V.V. Comment on “Molecular Dynamics Study of Melting and fcc-bcc Transitions in Xe” / V.V. Kechin // Phys. Rev. Lett. – 2002. – Vol. 89. – 119601. – 1 p.

Bondarev V.N. Granitsy termodinamicheskoy ustoychivosti klassicheskikh kristallov blagorodnykh gazov i problema polimorfizma / V.N. Bondarev, D.V. Tarasevich // FNT. – 2011. – T. 37, №. 7. – S. 752 – 763.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Ліцензія Creative Commons
Цей твір ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із зазначенням авторства 4.0 Міжнародна.
 


тИЦ и PR сайта naukajournal.org