System of thermodynamic parameters of the transient processes under melting of crystalline substances

Bityutskaya, L. A.; Mashkina, E. S.

doi:10.1080/01411590008209312

Cited by 9 publications

(7 citation statements)

References 7 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Кинетика плавления KCl изучалась методом ДТА при скоростях нагревания v =1 K / min (квазистатический режим) и v = 5, 10, 15 K / min (динамический режим). Термографирование проводилось на установке Linseis DTA-L62D1150 по методике, описанной в [7]. В эксперименте использовались ионные кристаллы KCl марки ОСЧ (ТУ 6-09-3678-74) с содержанием основного компонента не менее 99.8 %.…”

Section: параметризация фаз предплавления Kclunclassified

“…Таким образом, эти состояния характеризуются системой экспериментально определяемых неравновесных термодинамических параметров: температуры начала и конца эффекта предплавления (Т' pre-m , T'' pre-m ), температурный интервал предплавления (δT pre-m ), теплота диссипации предплавления (∆Q pre-m ) (Рис. S1, дополнительный материал) [7]. При охлаждении расплава регистрируется эндотермический предкристаллизационный эффект, который имеет другую форму и длительность температурного интервала (Рис.…”

Section: параметризация фаз предплавления Kclunclassified

“…А с помощью прямых (in situ) структурных исследований процесса плавления показано, что в области фазового перехода I рода возникает слоистая фаза толщиной ~3 nm и кристаллические блоки (нанокластеры) размером ~2.5 ×15 nm [6]. При изучении плавления веществ с различным типом химической связи методом дифференциальнотермического анализа (ДТА) при T ≥ 0.85T m нами выявлено, что в различных кинетических режимах возникает множество стационарных и нестационарных состояний предплавления с четкими фиксированными значениями параметров областей существования [7,8]. Переходные состояния соответствуют нелинейным динамическим процессам [7] и по сумме таких отличительных признаков как экзотермичный, флуктуационный характер с резкими фронтами начала и конца эффекта и необратимость, по сравнению с основным эффектом плавления-кристаллизации, могут быть классифицированы как неравновесные кинетические фазовые переходы.…”

Section: Introductionunclassified

“…При изучении плавления веществ с различным типом химической связи методом дифференциальнотермического анализа (ДТА) при T ≥ 0.85T m нами выявлено, что в различных кинетических режимах возникает множество стационарных и нестационарных состояний предплавления с четкими фиксированными значениями параметров областей существования [7,8]. Переходные состояния соответствуют нелинейным динамическим процессам [7] и по сумме таких отличительных признаков как экзотермичный, флуктуационный характер с резкими фронтами начала и конца эффекта и необратимость, по сравнению с основным эффектом плавления-кристаллизации, могут быть классифицированы как неравновесные кинетические фазовые переходы. Тепловые флуктуации переходных процессов при плавлении являются предвестником нелинейных неустойчивостей, приводящих к структурным перестройкам и образованию диссипативных структур.…”

Section: Introductionunclassified

See 3 more Smart Citations

Effect of dynamic nanostructuring near KCl melting point

Mashkina

Bormontov

2020

Lett. Mater.

View full text Add to dashboard Cite

The existence of transient phenomena near the melting point T m is usually accompanied by an anomalous behavior of various macroscopic parameters (heat capacity, thermal conductivity, electrical conductivity, thermal expansion coefficient, self-diffusion coefficient, surface melting) with an increase in the temperature. In addition, an exponential increase in the concentration of point and linear defects with temperature, structural transitions of some types of crystals to a disordered state indicate that, as the melting point is approached, the structure and properties of the solid undergo changes that are nonlinearly dependent on the heating rate, and in the very the transition point T m change abruptly. Some transient processes manifest themselves only under the conditions when the substance is brought into a strongly nonequilibrium state, for example, at significant heating rates. In this work, we analyze the dynamics of structuring of the transitional phases of premelting of KCl in various kinetic regimes. It is revealed that the premelting process is a nonequilibrium fluctuation process accompanied by the appearance of dissipative states near the melting point, characterized by a set of thermodynamic and spectral parameters that nonlinearly depend on the heating rate. Based on the data of X-ray diffraction analysis, the average size of the coherent scattering regions of the premelting phase of KCl was calculated, which vary in the range of 65-90 nm. The size of the coherent scattering regions is in a satisfactory agreement with model calculations of the parameters of nanocluster structures in the transition region (~10-14 nm). In the premelting phase of KCl, a nonmonotonic change in the peak intensity was found, which is associated with thermal fluctuations in the temperature range T ≥ 0.85 T m. The nonlinear change in the thermodynamic and structural parameters of KCl, as well as the fluctuation character of heat release in the transitional premelting region, indicate the dynamic nature of the formation of the nanophase near the melting point of KCl.

show abstract

Section: параметризация фаз предплавления Kclunclassified

Section: Introductionunclassified

See 2 more Smart Citations

Effect of dynamic nanostructuring near KCl melting point

Mashkina

Bormontov

2020

Lett. Mater.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The spectral analysis of time series of heat dissipation during post-crystallization fluctuations was carried out by fast Fourier transformation and wavelet analysis [10]. This exhibited rather complicated behavior in, by appearance, simple system.…”

Section: Article In Pressmentioning

confidence: 99%

Heat processes oscillations in the molten and solid CdTe

Feychuk

Bityutskaya

Mashkina

et al. 2005

Journal of Crystal Growth

View full text Add to dashboard Cite

Exploring surface properties and premelting in crystals

Tipeev,

Gurashkin,

Zanotto

2024

The Journal of Chemical Physics

View full text Add to dashboard Cite

Crystal surfaces play a pivotal role in governing various significant processes, such as adsorption, nucleation, wetting, friction, and wear. A fundamental property that influences these processes is the surface free energy, γ. We have directly calculated γ(T) for low-index faces of Lennard-Jones (LJ), germanium, and silicon crystals along their sublimation lines using the computational cleavage technique. Our calculations agree well with experimental values for Si(111) and Ge(111), highlighting the accuracy of the method and models used. For LJ crystals, we identified a premelting onset at Tpm = 0.75Tm, marked by a sharp increase in atom mobility within the second outermost surface layer. Notably, Tpm closely aligned with the endpoint of the LJ melting line at negative pressures, Tend = 0.76Tm. We hypothesize that the emergence and coexistence of a liquid film atop the LJ crystal at Tpm < T < Tm correspond to the metastable melting line under negative pressures experienced by stretched crystal surfaces. Furthermore, our study of thin LJ crystal slabs reveals that premelting-induced failure leads to recrystallization below the homogeneous freezing limit, offering a promising avenue to explore crystal nucleation and growth at extremely deep supercoolings. Finally, no evidence of premelting was detected in the model crystals of Ge and Si, which is consistent with the experimental observations. Overall, our findings offer valuable insights into crystal surface phenomena at the atomic scale.

show abstract

System of thermodynamic parameters of the transient processes under melting of crystalline substances

Cited by 9 publications

References 7 publications

Effect of dynamic nanostructuring near KCl melting point

Effect of dynamic nanostructuring near KCl melting point

Heat processes oscillations in the molten and solid CdTe

Exploring surface properties and premelting in crystals

Contact Info

Product

Resources

About