Рис. 3. Толщина поверхностного слоя
Δ
при температуре ФПК-Ж как
функция радиуса нанокристалла ме-
ди, полученная методом молекуляр-
ной динамики [9]
показано, как возрастает толщина
поверхностного слоя
Δ
при темпе-
ратуре ФПК-Ж с уменьшением ра-
диуса
R
p
=
r
b
+ Δ
нанокристалла
меди при той же самой температу-
ре ФПК-Ж.
Укажем, что здесь рассматри-
вается безопорная наночастица со
свободной поверхностью. Если же
наночастица находится на подлож-
ке, то это может внести свой вклад
в полученные здесь результаты.
Отметим, что ФПК-Ж — это
статистический эффект, возникаю-
щий в системе взаимодействую-
щих атомов или молекул. Поэтому
во многих работах (например, в [15]) и ранее отмечалось, что при опре-
деленном числе атомов должно исчезать физическое различие фаз, а
потому должен исчезать ФПК-Ж.
Вместе с тем известны работы (например, [16]), где эксперимен-
тальный факт слияния функций
T
N
(
R
p
)
и
T
m
(
R
p
)
ниже определен-
ного радиуса наночастицы (
R
p
< R
pc
)
объяснялся исчезновением по-
верхностного натяжения у наночастицы (нанокристалла или нанокап-
ли), когда ее размер близок к толщине поверхностного слоя
Δ
, т.е.
σ
(
s
) =
σ
(
l
) = 0
при
R
pc
∼
= Δ
. В[16] утверждается, что после слияния
функций
T
N
(
R
p
)
и
T
m
(
R
p
)
при
R
p
< R
pc
ФПК-Ж происходит, но уже
без гистерезиса, т.е. без переохлаждения расплава. Некорректность
предложенного в [16] объяснения состоит в том, что для разности
температур плавления и кристаллизации в [16] использовали зависи-
мость
T
m
(
R
p
)
−
T
N
(
R
p
)
∼
[
σ
(
s
)
−
σ
(
l
)]
/
Δ
h
, где, однако, не учитывалась
зависимость
Δ
h
(
R
p
)
. Кроме того, если
σ
(
s
) =
σ
(
l
)
, то исчезает меж-
фазная граница, т.е. исчезает различие фаз. Если же
σ
(
s
) =
σ
(
l
) = 0
,
то это — условие критической точки ФП, где нанокластер будет либо
фрагментировать, либо менять форму, либо менять структуру, стре-
мясь перейти в ту область параметров, где
σ >
0
.
О кристаллической структуре и огранке нанокристалла.
За-
мечено, что для металлов и полупроводников хорошо выполняются
следующие эмпирические закономерности [17]:
1) соотношение между скачками удельной энтропии при ФП в твер-
дой фазе (
Δ
s
p
)
, энтропии плавления (
Δ
s
m
)
и энтропии сублимации
(
Δ
s
s
) имеет вид
Δ
s
p
0
,
1Δ
s
m
∼
= 0
,
01Δ
s
s
;
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012. № 1
45
