Фазовые переходы и полиморфизм - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния

В таблице 1 приведена современная классификация полиморфизма. К полиморфным превращениям могут приводить Фазовые переходы первого и второго рода.

Фазовые переходы первого рода сопровождаются скачком таких термодинамических функций, как энтропия, объем и т. п. Кристаллическая структура также изменяется скачком при таких переходах. К фазовым переходам первого рода относятся многие примеры полиморфизма I, IIа, IV и V типов.

Примерами фазовых превращений второго рода могут служить ферромагнитные переходы, а также изменения степени упорядоченности в сплавах.

Внутренняя энергия кристалла в этих случаях изменяется постепенно и непрерывно вплоть до критической температуры. Изменения такого рода показаны на рис.1.2

изменение степени упорядоченности в сплавах

Рис. 1.2 Изменение степени упорядоченности в сплавах

Оно представлено серией небольших резких уступов на кривой; возможно, такие скачки имеют место в действительности. Возрастание удельной теплоемкости, которая является мерой скорости изменения внутренней энергии, показано на рис. 1.3.

возрастание удельной теплоемкости

Рис.1.3 Возрастание удельной теплоемкости

Такие переходы иногда называют также л-подобными точками превращения из-за характерной формы кривой и удельной теплоемкости. Таким образом, превращения второго рода протекают в некотором интервале температур, причем скорость их возрастает вплоть до определенной температуры TC, при которой переход прекращается. Было установлено, что переходы такого типа представляют собой процессы разупорядочения. При нулевой температуре имеет место полная упорядоченность. Повышение температуры снижает степень совершенства порядка в структуре, так что на первых порах эффект перехода второго рода во многом подобен обычному эффекту повышения температуры [3]. Однако в отличие от последнего при переходе второго рода каждая добавочная порция тепла нарушает структуру таким образом, что следующая порция имеет дело уже со структурой, легче поддающейся разупорядочению.

Поэтому с повышением температуры процесс разупорядочения протекает со все возрастающей скоростью. В пределе возникает полный статический беспорядок. При этом структура не в состоянии стать еще более беспорядочной, так что скорость поглощения системой энергии не может далее возрастать. Конечная точка перехода на рис. 1.3 и 1.4 обозначена как TC; после нее энергия, получаемая системой, расходуется на обычные тепловые колебания. На рис. 1.4 изображен характер изменения степени упорядоченности при таких переходах в зависимости от температуры.

характер изменения степени упорядоченности при фазовых переходах второго рода

Рис. 1.4 Характер изменения степени упорядоченности при фазовых переходах второго рода

Вообще же упорядоченную структуру, образующуюся из неупорядоченного твердого раствора, принято называть "сверхструктурой" безотносительно к тому, сопровождается или не сопровождается упорядочение увеличением ребер элементарной ячейки [6].

Похожие статьи




Фазовые переходы и полиморфизм - Изоморфизм и варизонные структуры карбида кремния

Предыдущая | Следующая