Nanocrystalline Structure of Melts
Нанокристаллическая структура расплавов

A. I. Karasevskii
2016 Metallofizika i novejsie tehnologii  
Показано, что в расплаве вблизи кривой плавления может образовываться равновесная нанокристаллическая структура, состоящая из наноразмерных частиц низкотемпературной кристаллической фазы. Термодинамическая устойчивость наноструктуры обусловлена понижением свободной энергии, связанным с вращением наночастиц. Причиной спонтанного вращения наночастиц в среде является возрастание вращательной энтропии, которое сопровождает рост частоты вращения частиц и приводит к оптимизации параметров
more » ... аметров наноструктуры. Получено уравнение и найдено его решение, описывающие вращательное движение наночастиц в среде. Показано, что формирование большого количества хаотически ориентированных нанокристаллов вблизи кривой плавления может быть причиной образования аморфной фазы при охлаждении расплава. Ключевые слова: расплав, нанокристаллы, вращение нанокристаллов, термодинамическое равновесие. Оттиски доступны непосредственно от издателя Фотокопирование разрешено только в соответствии с лицензией   2016 ИМФ (Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины) Напечатано в Украине. 142 А. И. КАРАСЕВСКИЙ Одержано рівняння та його розв'язок, які описують обертальний рух наночастинок у середовищі. Показано, що формування великої кількости хаотично орієнтованих нанокристалів поблизу кривої топлення може бути причиною утворення аморфної фази при охолодженні розтопу. Ключові слова: розтоп, нанокристали, обертання нанокристалів, термодинамічна рівновага. As shown, in a melt near the melting temperature, the thermodynamically stable nanocrystalline structure can be formed. This structure consists of nanosize solid inclusions of the low-temperature phase. Thermodynamic stability of nanostructure is caused by decreasing of free energy due to the rotation of nanoparticles. The reason for the spontaneous rotation of nanoparticles in a medium is the increasing of the rotational entropy that accompanies the increasing of rotational frequencies of the nanoparticles. An equation describing the rotational motion of the nanoparticles in a medium is obtained and its solution is found. As shown, the formation of a large number of randomly oriented nanocrystals may be reason to form an amorphous phase upon cooling of the melt.
doi:10.15407/mfint.38.02.0141 fatcat:tjqhcjvigzgqpic4m75dhsywqm