Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления
Показано, что в кристаллах, на РТ-фазовой диаграмме которых вблизи кривой плавления располагается линия структурного перехода, гетерофазные флуктуации могут иметь кристалложидкостную структуру и представлять собой кристаллик неравновесной фазы, окруженный слоем жидкости. Показано, что подобного ти...
Gespeichert in:
| Datum: | 2006 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2006
|
| Schriftenreihe: | Физика низких температур |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120617 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления / А.И. Карасевский // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 10. — С. 1203–1205. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-120617 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1206172017-06-13T03:06:23Z Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления Карасевский, А.И. Квантовые жидкости и квантовые кpисталлы Показано, что в кристаллах, на РТ-фазовой диаграмме которых вблизи кривой плавления располагается линия структурного перехода, гетерофазные флуктуации могут иметь кристалложидкостную структуру и представлять собой кристаллик неравновесной фазы, окруженный слоем жидкости. Показано, что подобного типа кристалложидкостные включения могут образовываться в ОЦК фазе ⁴He кристалла, что объясняет особенности кинетических, термодинамических и структурных свойств ⁴He кристалла в ОЦК области. Показано, що в кристалах, на РТ-фазовій діаграмі яких поблизу кривої плавлення знаходиться лінія структурного переходу, гетерофазні флуктуації можуть мати кристалорідинну структуру та являть собою кристалик нерівноважної фази, яка оточена шаром рідини. Показано, що подібного типу кристалорідинні включення можуть утворюватись в ОЦК фазі ⁴He кристала, що обумовлює особливості кінетичних, термодинамічних і структурних властивостей ⁴He кристала в ОЦК області. It has been shown that in crystals with a special type of PT phase diagram, in which the line of the structural phase transition is near the melting curve, heterophase fluctuations can have crystal-liquid structure existing in the form of small of non-equilibrium phase crystals surrounded by the liquid layer. It is shown that such crystal-liquid inclusion can form in the bcc phase of ⁴He crystal. The kinetic, thermodynemic and structural peculiarities of the bcc phase of ⁴Hе are determined by this type of fluctuations. 2006 Article Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления / А.И. Карасевский // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 10. — С. 1203–1205. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 64.70.Kb, 64.70.Rh, 67.80.–s http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120617 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Квантовые жидкости и квантовые кpисталлы Квантовые жидкости и квантовые кpисталлы |
| spellingShingle |
Квантовые жидкости и квантовые кpисталлы Квантовые жидкости и квантовые кpисталлы Карасевский, А.И. Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления Физика низких температур |
| description |
Показано, что в кристаллах, на РТ-фазовой диаграмме которых вблизи кривой плавления
располагается линия структурного перехода, гетерофазные флуктуации могут иметь кристалложидкостную структуру и представлять собой кристаллик неравновесной фазы, окруженный
слоем жидкости. Показано, что подобного типа кристалложидкостные включения могут образовываться в ОЦК фазе ⁴He кристалла, что объясняет особенности кинетических, термодинамических и структурных свойств ⁴He кристалла в ОЦК области. |
| format |
Article |
| author |
Карасевский, А.И. |
| author_facet |
Карасевский, А.И. |
| author_sort |
Карасевский, А.И. |
| title |
Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления |
| title_short |
Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления |
| title_full |
Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления |
| title_fullStr |
Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления |
| title_full_unstemmed |
Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления |
| title_sort |
гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения гпу оцк и кривой плавления |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Квантовые жидкости и квантовые кpисталлы |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/120617 |
| citation_txt |
Гетерофазные флуктуации в твердом гелии вблизи линии фазового превращения ГПУ ОЦК и кривой плавления / А.И. Карасевский // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 10. — С. 1203–1205. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. |
| series |
Физика низких температур |
| work_keys_str_mv |
AT karasevskijai geterofaznyefluktuaciivtverdomgeliivbliziliniifazovogoprevraŝeniâgpuockikrivojplavleniâ |
| first_indexed |
2025-07-08T18:14:04Z |
| last_indexed |
2025-07-08T18:14:04Z |
| _version_ |
1837103521678229504 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 10, ñ. 1203–1205
Ãåòåðîôàçíûå ôëóêòóàöèè â òâåðäîì ãåëèè âáëèçè
ëèíèè ôàçîâîãî ïðåâðàùåíèÿ ÃÏÓ–ÎÖÊ è êðèâîé
ïëàâëåíèÿ
À.È. Êàðàñåâñêèé
Èíñòèòóò ìåòàëëîôèçèêè èì. Ã.Â. Êóðäþìîâà ÍÀÍ Óêðàèíû, ïð. Âåðíàäñêîãî, 36, ã. Êèåâ, 03142, Óêðàèíà
E-mail: akaras@imp.kiev.ua
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 10 ÿíâàðÿ 2006 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 13 ôåâðàëÿ 2006 ã.
Ïîêàçàíî, ÷òî â êðèñòàëëàõ, íà ÐÒ-ôàçîâîé äèàãðàììå êîòîðûõ âáëèçè êðèâîé ïëàâëåíèÿ
ðàñïîëàãàåòñÿ ëèíèÿ ñòðóêòóðíîãî ïåðåõîäà, ãåòåðîôàçíûå ôëóêòóàöèè ìîãóò èìåòü êðèñòàë-
ëîæèäêîñòíóþ ñòðóêòóðó è ïðåäñòàâëÿòü ñîáîé êðèñòàëëèê íåðàâíîâåñíîé ôàçû, îêðóæåííûé
ñëîåì æèäêîñòè. Ïîêàçàíî, ÷òî ïîäîáíîãî òèïà êðèñòàëëîæèäêîñòíûå âêëþ÷åíèÿ ìîãóò îáðà-
çîâûâàòüñÿ â ÎÖÊ ôàçå 4He êðèñòàëëà, ÷òî îáúÿñíÿåò îñîáåííîñòè êèíåòè÷åñêèõ, òåðìîäèíà-
ìè÷åñêèõ è ñòðóêòóðíûõ ñâîéñòâ 4He êðèñòàëëà â ÎÖÊ îáëàñòè.
Ïîêàçàíî, ùî â êðèñòàëàõ, íà ÐÒ-ôàçîâ³é ä³àãðàì³ ÿêèõ ïîáëèçó êðèâî¿ ïëàâëåííÿ çíàõî-
äèòüñÿ ë³í³ÿ ñòðóêòóðíîãî ïåðåõîäó, ãåòåðîôàçí³ ôëóêòóàö³¿ ìîæóòü ìàòè êðèñòàëîð³äèííó
ñòðóêòóðó òà ÿâëÿòü ñîáîþ êðèñòàëèê íåð³âíîâàæíî¿ ôàçè, ÿêà îòî÷åíà øàðîì ð³äèíè. Ïîêàçà-
íî, ùî ïîä³áíîãî òèïó êðèñòàëîð³äèíí³ âêëþ÷åííÿ ìîæóòü óòâîðþâàòèñü â ÎÖÊ ôàç³ 4He êðè-
ñòàëà, ùî îáóìîâëþº îñîáëèâîñò³ ê³íåòè÷íèõ, òåðìîäèíàì³÷íèõ ³ ñòðóêòóðíèõ âëàñòèâîñòåé
4He êðèñòàëà â ÎÖÊ îáëàñò³.
PACS: 64.70.Kb, 64.70.Rh, 67.80.–s
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ãåòåðîôàçíûå ôëóêòóàöèè, òâåðäûé ãåëèé, ÎÖÊ ôàçà.
Ðÿä êðèñòàëëîâ âáëèçè êðèâîé ïëàâëåíèÿ ïðå-
òåðïåâàåò ñòðóêòóðíûå ïåðåõîäû, ñîïðîâîæäàþ-
ùèåñÿ ñêà÷êîì îáúåìà. Ïðèìåðàìè ÿâëÿþòñÿ òâåð-
äûé 4He (ÃÏÓ—ÎÖÊ ïåðåõîä [1]), öèðêîíèé
(ÃÏÓ—ÎÖÊ ïåðåõîä [2]) è äð. Íåäàâíèå ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ ÎÖÊ—ÃÏÓ ïåðåõîäà â
òâåðäîì 4He ñ èñïîëüçîâàíèåì èìïóëüñíîãî ÿäåð-
íîãî ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà [3,4] âûÿâèëè íàëè÷èå
àíîìàëüíî áûñòðîé ïðîñòðàíñòâåííî îãðàíè÷åííîé
äèôôóçèè 3He ïðèìåñè â îáëàñòè ÎÖÊ—ÃÏÓ ïå-
ðåõîäà.
Óñèëåíèå ïëàñòè÷åñêîãî òå÷åíèÿ â îáúåìå ÎÖÊ
ôàçû âáëèçè ÎÖÊ—ÃÏÓ ïåðåõîäà îáíàðóæåíî êàê
â ÷èñòîì êðèñòàëëå 4He, òàê è â ñëàáîì òâåðäîì
ðàñòâîðå 3He â 4He [5] . Ïðåöèçèîííûå èçìåðåíèÿ
äàâëåíèÿ â òâåðäîì 4He ïîêàçàëè [6], ÷òî â îáëàñòè
ñòðóêòóðíîãî ïåðåõîäà íàáëþäàåòñÿ àíîìàëüíîå ïî-
âåäåíèå äàâëåíèÿ è òåìïåðàòóðû îáðàçöà, ÷òî ìîæåò
ñâèäåòåëüñòâîâàòü î ïåðåïëàâëåíèè êðèñòàëëà. Èçó-
÷åíèå äèôðàêöèè íåéòðîíîâ â ÎÖÊ è ÃÏÓ ôàçàõ
òâåðäîãî 4He [7], â ñâîþ î÷åðåäü, ïîêàçàëè íàëè÷èå
ñòðóêòóðíûõ ñïîíòàííûõ èçìåíåíèé â ÎÖÊ ôàçå,
êîòîðûå ñîãëàñóþòñÿ ñ âðàùåíèåì ìàêðîñêîïè÷å-
ñêèõ êðèñòàëëè÷åñêèõ çåðåí.  ÃÏÓ ôàçå 4He êðè-
ñòàëëà ïîäîáíûå ñòðóêòóðíûå èçìåíåíèÿ íå íàáëþ-
äàþòñÿ [7].
 íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðîâåäåíî ôåíîìåíîëîãè÷å-
ñêîå ðàññìîòðåíèå íîâîãî òèïà êðèñòàëëîæèäêîñò-
íûõ âêëþ÷åíèé, êîòîðûå ìîãóò ôëóêòóàöèîííî âîç-
íèêàòü â òâåðäîé ÎÖÊ ôàçå, ðàñïîëîæåííîé íà
ôàçîâîé äèàãðàììå ìåæäó ëèíèåé ñòðóêòóðíîãî
ÎÖÊ—ÃÏÓ ïåðåõîäà è êðèâîé ïëàâëåíèÿ. Äëÿ îï-
ðåäåëåííîñòè èçëîæåíèå ñòàòüè ïðîâîäèòñÿ íà ïðè-
ìåðå 4He êðèñòàëëà.
Áóäåì èñõîäèòü èç òîãî, ÷òî ïðè îáðàçîâàíèè â
ÎÖÊ ôàçå 4He êðèñòàëëà (ôàçà I) ó÷àñòêà ÃÏÓ
ôàçû (ôàçà II) îáúåìîì �2 îáúåì ýòîãî ó÷àñòêà áó-
äåò ìåíüøå, ÷åì ñîîòâåòñòâóþùèé îáúåì �1 ôàçû I,
ñîäåðæàùåé òàêîå æå ÷èñëî àòîìîâ 4He. Äåôèöèò
îáúåìà �� � �� � �( )2 1 0 âîêðóã çàðîäûøà ÃÏÓ
© À.È. Êàðàñåâñêèé, 2006
ôàçû ïðèâåäåò ê âîçíèêíîâåíèþ óïðóãèõ íàïðÿæå-
íèé, êîòîðûå ýêâèâàëåíòíû ïîÿâëåíèþ îòðèöàòåëü-
íîãî äàâëåíèÿ â êðèñòàëëè÷åñêîé ñðåäå, îêðóæàþ-
ùåé çàðîäûø. Ðàñòÿæåíèåì ñàìîãî çàðîäûøà ÃÏÓ
ôàçû îêðóæàþùåé ñðåäîé ïðåíåáðåãàåì, íàïðèìåð
âñëåäñòâèå åãî êàïèëëÿðíîãî ñæàòèÿ. Ñëåäóÿ [8],
ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî â ñëó÷àå âîçíèêíîâåíèÿ ñôåðè-
÷åñêîãî çàðîäûøà ÃÏÓ ôàçû â ÎÖÊ ìàòðèöå óìåíü-
øåíèå ðàäèàëüíîãî äàâëåíèÿ ïî ãðàíèöå âêëþ÷åíèÿ
R2 ðàâíî
�P
E
r �
�
�2
1
1 2
1( )
( )
�
� �
�
, (1)
ãäå E è � — ìîäóëü Þíãà è êîýôôèöèåíò Ïóàññîíà
ÎÖÊ 4He êðèñòàëëà; �1 è �2 — óäåëüíûé ìîëÿð-
íûé îáúåì ÎÖÊ è ÃÏÓ ôàç ñîîòâåòñòâåííî. Íåîá-
õîäèìî îòìåòèòü, ÷òî, êðîìå óìåíüøåíèÿ äàâëåíèÿ
â ðàäèàëüíîì íàïðàâëåíèè �Pr � 0, ïðîèñõîäèò òàê-
æå òàíãåíöèàëüíîå ñæàòèå ñðåäû, êîòîðîå íà ãðàíè-
öå âêëþ÷åíèÿ ñîçäàåò äîïîëíèòåëüíîå òàíãåíöè-
àëüíîå äàâëåíèå, ðàâíîå �
�Pr 2 0, ò.å., ñòðîãî
ãîâîðÿ, äàííàÿ çàäà÷à åñòü çàäà÷à î ëîêàëüíîì
ïëàâëåíèè íåîäíîðîäíî äåôîðìèðîâàííîãî êðè-
ñòàëëà. Îäíàêî ïðîáëåìà, ñâÿçàííàÿ ñ íåîäíîðîä-
íûì ðàñïðåäåëåíèåì äàâëåíèÿ âîêðóã çàðîäûøà
ÃÏÓ ôàçû, ñíèìàåòñÿ ïîñëå îáðàçîâàíèÿ ñëîÿ æèä-
êîñòè, äàâëåíèå â êîòîðîé èçîòðîïíî. Åñëè ïîíèæå-
íèå äàâëåíèÿ �Pr äîñòàòî÷íî âåëèêî, òàê ÷òî êðè-
ñòàëëè÷åñêàÿ ñðåäà âáëèçè çàðîäûøà âûâîäèòñÿ â
îáëàñòü æèäêîñòè íà PT-äèàãðàììå, òî âîêðóã çàðî-
äûøà ÃÏÓ ôàçû îáðàçóåòñÿ ñëîé æèäêîñòè (ôàçà
III). Òàê, íàïðèìåð, â ñëó÷àå ÃÏÓ—ÎÖÊ ïåðåõî-
äà, ïðîèñõîäÿùåãî ïðè P � 28 5, àòì, T � 165, Ê, ïðè
êîòîðîì óäåëüíûé ìîëÿðíûé îáúåì êðèñòàëëà èç-
ìåíÿåòñÿ îò �2 20 75� , ñì3/ìîëü â ÃÏÓ ôàçå äî
�1 20 95� , ñì3/ìîëü â ÎÖÊ ôàçå [9], è óïðóãèõ
ìîäóëÿõ ôàçû I, ðàâíûõ E � 2 108� äèí ñì2/ ,
� � 0,5, óìåíüøåíèå ðàäèàëüíîãî äàâëåíèÿ �Pr íà
ãðàíèöå ñôåðè÷åñêîãî çàðîäûøà ÃÏÓ ôàçû ðàâíî
� –2,57 àòì, ÷òî â ïÿòü ðàç ïðåâûøàåò ðàññòîÿíèå
îò òî÷êè ïåðåõîäà äî êðèâîé ïëàâëåíèÿ (�Pph �
� –0,5 àòì) íà PT-äèàãðàììå. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî
ôëóêòóàöèîííîå îáðàçîâàíèå çàðîäûøà ÃÏÓ ôàçû
â ÎÖÊ 4He êðèñòàëëå âñåãäà äîëæíî ñîïðîâîæ-
äàòüñÿ ïëàâëåíèåì ÎÖÊ êðèñòàëëà âîêðóã êðèñòàë-
ëè÷åñêîãî ÃÏÓ çàðîäûøà. Ïðè ýòîì âñëåäñòâèå
áîëüøåãî ïî ñðàâíåíèþ ñ êðèñòàëëîì óäåëüíîãî
îáúåìà æèäêîñòè �3 îòðèöàòåëüíûé äåôèöèò îáúå-
ìà, ñîçäàííûé ó÷àñòêîì ÃÏÓ ôàçû, áóäåò êîìïåí-
ñèðîâàòüñÿ èçáûòî÷íûì îáúåìîì æèäêîñòè, îêðó-
æàþùåé çàðîäûø ôàçû II. Èìåííî ñòåïåíüþ ýòîé
êîìïåíñàöèè è áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ðàäèóñ êðèñòàë-
ëîæèäêîñòíûõ âêëþ÷åíèé â ÎÖÊ ôàçå R3. Åñòåñò-
âåííûì óñëîâèåì äëÿ íàõîæäåíèÿ R3 ìîæíî ñ÷è-
òàòü óñëîâèå, ïðè êîòîðîì îñòàþùèéñÿ äåôèöèò
îáúåìà ïðèâîäèò ê äåôèöèòó äàâëåíèÿ, ðàâíîìó
�P T Pph( , ), ò.å. óñëîâèþ �P Rr( )3 � �P T Pph( , ). Îä-
íàêî, ó÷èòûâàÿ, ÷òî | ( )| | ( , )|� �P R P T Pr 2
ph , äëÿ
îïðåäåëåíèÿ R3 ìîæíî âîñïîëüçîâàòüñÿ çíà÷èòåëü-
íî áîëåå ïðîñòûì óñëîâèåì
�P Rr( )3 0� , (2)
êîòîðîå äàåò íåñêîëüêî çàâûøåííîå çíà÷åíèå R3, íî
ïîçâîëÿåò óñòàíîâèòü ïðîñòóþ ñâÿçü ìåæäó R2 è R3:
R R3 2
1
2
3 2
3 1
1 3
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
� �
( )
( )
/
. (3)
Çäåñü �1, �2 è �3 — óäåëüíûå ìîëÿðíûå îáúåìû
ÎÖÊ, ÃÏÓ êðèñòàëëè÷åñêèõ ôàç è æèäêîñòè ñîîò-
âåòñòâåííî. Ïðè çíà÷åíèÿõ �1, �2, êîòîðûå ïðèíè-
ìàëèñü âûøå è �3 � 21,57 ñì3/ìîëü, R R3 211� , ,
ò.å. âîêðóã âêëþ÷åíèÿ ÃÏÓ ôàçû îáðàçóåòñÿ äîñòà-
òî÷íî òîíêàÿ ïðîñëîéêà æèäêîñòè, êîòîðóþ âðÿä
ëè ìîæíî îòîæäåñòâèòü ñ îáúåìíîé æèäêîñòüþ.
Îöåíèì âåðîÿòíîñòü îáðàçîâàíèÿ êðèñòàëëîæèä-
êîñòíûõ âêëþ÷åíèé â ÎÖÊ ôàçå. Êàê èçâåñòíî (ñì.,
íàïðèìåð, [10]) âåðîÿòíîñòü ôëóêòóàöèîííîãî îá-
ðàçîâàíèÿ çàðîäûøà íîâîé ôàçû ïðîïîðöèîíàëüíà
exp ( )min� R T , ãäå Rmin — ìèíèìàëüíàÿ ðàáîòà,
êîòîðóþ íåîáõîäèìî çàòðàòèòü íà åãî îáðàçîâàíèå.
Åñëè áû ïðè ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå ïðîèñõîäèëî
îáðàçîâàíèå îäíîôàçíîãî çàðîäûøà, òî
R n P P Smin [ ( ) ( )]hom � � �2 2 1 12 12� � � , (4)
ãäå � i P( ) — õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë àòîìîâ i-é
ôàçû, � ij è Sij — óäåëüíàÿ ïîâåðõíîñòíàÿ ýíåðãèÿ
è ïëîùàäü ãðàíèöû i-é è j-é ôàç, n2 — ÷èñëî àòî-
ìîâ â çàðîäûøå ÃÏÓ ôàçû. Îäíàêî â ïðîöåññå îá-
ðàçîâàíèÿ ÃÏÓ çàðîäûøà â ôàçå I ñîâåðøàåòñÿ òàê-
æå ðàáîòà ïî óïðóãîé äåôîðìàöèè è ïëàâëåíèþ
êðèñòàëëà.  ðåçóëüòàòå æèäêîôàçíàÿ ÷àñòü âêëþ-
÷åíèÿ îêàæåòñÿ ïîä ïîíèæåííûì äàâëåíèåì
�P T Pph( , ) � 0, è ìèíèìàëüíóþ ðàáîòó îáðàçîâàíèÿ
êðèñòàëëîæèäêîñòíîãî âêëþ÷åíèÿ â ÎÖÊ ôàçå
ìîæíî çàïèñàòü â âèäå
R n P P q T
P S S
min [ ( ) ( )] ( )het
ph
� � � �
� � �
2 2 1 3
3 23 23 31
� �
� �
�
� � 31 . (5)
Òàê êàê ðàññìàòðèâàåòñÿ îáëàñòü óñòîé÷èâîé ÎÖÊ
ôàçû, òî � �2 1( ) ( )P P� ; óäåëüíàÿ òåïëîòà ïëàâëå-
íèÿ 4He êðèñòàëëà q T( )
0, è, êàê ñëåäóåò èç (5),
ïðè ôèêñèðîâàííîé òåìïåðàòóðå ìèíèìàëüíîå
çíà÷åíèå Rmin
het äîñòèãàåòñÿ â ÎÖÊ ôàçå âáëè-
çè ÎÖÊ—ÃÏÓ ïåðåõîäà, ãäå � �2 1( ) ( )P P� è
��P T Pph( , ) ìàêñèìàëüíî. Ñ ïðèáëèæåíèåì ê êðè-
1204 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 10
À.È. Êàðàñåâñêèé
âîé ïëàâëåíèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ �2( )P è óìåíüøàåòñÿ
��P T Pph( , ) < 0, ÷òî ïðèâîäèò ê ðîñòó Rmin
het è
óìåíüøåíèþ âåðîÿòíîñòè îáðàçîâàíèÿ êðèñòàëëî-
æèäêîñòíûõ âêëþ÷åíèé. Ñëåäóÿ îáû÷íîé ïðîöåäó-
ðå [10], ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî â ñëó÷àå êðèñòàëëî-
æèäêîñòíûõ âêëþ÷åíèé Rmin
het ìîíîòîííî âîçðàñòàåò
ïðè óâåëè÷åíèè R3, ò.å. êðèòè÷åñêèé ðàäèóñ ó òàêî-
ãî òèïà âêëþ÷åíèé íå äîñòèãàåòñÿ. Ñàìè æå âêëþ-
÷åíèÿ ÿâëÿþòñÿ ôëóêòóàöèîííûìè ãåòåðîôàçíûìè
îáðàçîâàíèÿìè, ïðåäñòàâëåíèå î êîòîðûõ áûëî ââå-
äåíî ß.È. Ôðåíêåëåì [11].
 çàêëþ÷åíèå åùå ðàç ïîä÷åðêíåì, ÷òî ïðè÷èíîé
îáðàçîâàíèÿ ñòîëü ñâîåîáðàçíûõ ãåòåðîôàçíûõ
ôëóêòóàöèé â ÎÖÊ ôàçå 4He êðèñòàëëà ÿâëÿåòñÿ
áëèçîñòü ðàñïîëîæåíèÿ íà PT-äèàãðàììå ëèíèè
ÃÏÓ—ÎÖÊ ïåðåõîäà è êðèâîé ïëàâëåíèÿ, à òàêæå
äîñòàòî÷íî áîëüøîå èçìåíåíèå óäåëüíîãî îáúåìà
ïðè ñòðóêòóðíîì ïåðåõîäå, êîòîðîå, ñîãëàñíî (1),
îáåñïå÷èâàåò âûõîä ñðåäû âáëèçè çàðîäûøà â îá-
ëàñòü æèäêîñòè. Íåîáõîäèìî òàêæå îòìåòèòü, ÷òî
îáðàçîâàíèå ãåòåðîôàçíûõ ÃÏÓ âêëþ÷åíèé â ÷èñòî
óïðóãîé ÎÖÊ ñðåäå òðåáîâàëî áû çíà÷èòåëüíîé ðà-
áîòû (� 100 Ê, ñì., íàïðèìåð, [12]) ïî óïðóãîé äå-
ôîðìàöèè ìàòðèöû, ÷òî, ïî-âèäèìîìó, è ÿâëÿåòñÿ
ïðè÷èíîé îòñóòñòâèÿ ÎÖÊ âêëþ÷åíèé â ÃÏÓ ôàçå
4He [7]. Àíîìàëüíî áîëüøîé êîýôôèöèåíò äèôôó-
çèè â ïëàñòè÷åñêè äåôîðìèðóåìîé ñðåäå ìîæåò
áûòü òàêæå ñâÿçàí ñ ãåíåðàöèåé äèñëîêàöèé [13],
îäíàêî äàííûé ìåõàíèçì, ïðèìåíèòåëüíî ê 4He
êðèñòàëëàì, òðåáóåò îòäåëüíîãî ðàññìîòðåíèÿ.
Ïåðåïëàâëåíèå 4He êðèñòàëëà â ïðîöåññå
ÎÖÊ—ÃÏÓ ïåðåõîäà, êîòîðîå áûëî îáíàðóæåíî
íåäàâíî â [6], òàêæå ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíî óïðó-
ãèì ðàñòÿæåíèåì ìåæôàçíîé ãðàíèöû â ÎÖÊ ôàçå
ïðè îáðàçîâàíèè â íåé áîëåå ïëîòíîé, ñòðóêòóðíî
íåñîâìåñòèìîé ÃÏÓ ôàçû. Èìåííî ïåðåïëàâëåíèå
ìåæôàçíîé ãðàíèöû êàê ðàç è îáåñïå÷èâàåò íåïðå-
ðûâíûé ïåðåõîä ìåæäó ñòðóêòóðíî-íåñîâìåñòèìû-
ìè ÎÖÊ è ÃÏÓ ôàçàìè.
 çàêëþ÷åíèå àâòîð âûðàæàåò áëàãîäàðíîñòü
Ý.ß. Ðóäàâñêîìó çà ïðèâëå÷åíèå âíèìàíèÿ ê ïðîá-
ëåìå è îáñóæäåíèå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ è Å.Î.
Âåõîâó çà ïîìîùü ñ ïîäáîðîì ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
äàííûõ.
1. Á.Í. Åñåëüñîí, Â.Í. Ãðèãîðüåâ, Â.Ã. Èâàíöîâ, Ý.ß.
Ðóäàâñêèé, Ñâîéñòâà æèäêîãî è òâåðäîãî ãåëèÿ,
Èçä-âî ñòàíäàðòîâ, Ìîñêâà (1978).
2. Å.Ì. Ñàâèöêèé, Â.Ô. Òåðåõîâà, Ìåòàëëîâåäåíèå
ðåäêîçåìåëüíûõ ìåòàëëîâ, Íàóêà, Ìîñêâà (1975).
3. Í. Ìèõèí, À. Ïîëåâ, Ý. Ðóäàâñêèé, Ïèñüìà ÆÝÒÔ
73, 531 (2001).
4. A. Polev, N. Mikhin, and E. Rudavskii, J. Low Temp.
Phys. 127, 279 (2002).
5. I. Berenet and E. Polturak, J. Low Temp. Phys. 112,
337 (1998).
6. Å.Î. Âåõîâ, Í.Ï. Ìèõèí, À.Â. Ïîëåâ, Ý.ß. Ðóäàâ-
ñêèé, ÔÍÒ 31, 1341 (2005).
7. O. Pelleg, M. Shay, S.G. Lipson, E. Polturak, J. Bos-
sy, J.C. Marmeggi, K. Horibe, E. Farhi, and A. Stu-
nault, Phys. Rev. Lett. B73, 024301 (2006).
8. Ë.Ä. Ëàíäàó, Å.Ì. Ëèôøèö, Òåîðèÿ óïðóãîñòè,
Íàóêà, Ìîñêâà (1965).
9. J.K. Hoffer, W.R. Gardner, C.G. Waterfield, and
N.F. Phillips, J. Low Temp. Phys. 23, 63 (1976).
10. Ë.Ä. Ëàíäàó, Å.Ì. Ëèôøèö, Ñòàòèñòè÷åñêàÿ ôè-
çèêà, Íàóêà, Ìîñêâà (1964).
11. ß.È. Ôðåíêåëü, Êèíåòè÷åñêàÿ òåîðèÿ æèäêîñòåé,
Íàóêà, Ëåíèíãðàä (1975).
12. À.È. Êàðàñåâñêèé, ÔÍÒ 31, 1323 (2005).
13. A. Pogorelov and A. Zhuravlev, Scitec Public.
194–199, 1247 (2001).
Heterophase fluctuations in a solid helium near the
line of hcp–bcc phase transition and melting curve
A.I. Karasevskii
It has been shown that in crystals with a spe-
cial type of PT phase diagram, in which the line
of the structural phase transition is near the
melting curve, heterophase fluctuations can have
crystal-liquid structure existing in the form of
small of non-equilibrium phase crystals sur-
rounded by the liquid layer. It is shown that
such crystal-liquid inclusion can form in the bcc
phase of 4He crystal. The kinetic,
thermodynemic and structural peculiarities of
the bcc phase of 4He are determined by this type
of fluctuations.
Keywords: heterophase fluctuations, solid He,
bcc phase.
Ãåòåðîôàçíûå ôëóêòóàöèè â òâåðäîì ãåëèè âáëèçè ëèíèè ôàçîâîãî ïðåâðàùåíèÿ ÃÏÓ–ÎÖÊ
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 10 1205
|