Temperature Dependence of the Structure of Liquid Indium

Ocken, H.; Wagner, C. N. J.

doi:10.1103/physrev.149.122

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“…The thermal expansion coefficient can be defined also using the temperature dependence of the coordination numbers [2] and the atomic volume.…”

Section: Fundamentalmentioning

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“…Most data on the thermal expansion of liquid metals and alloys have been obtained by means of density and dilatometer measurements, whereas there are only few works, in which this parameter is studied by diffraction methods at the atomic level [2][3][4]. However, these works are occasional so there is a necessity for a detailed study of the phenomenon of thermal expansion of liquid metals and alloys.…”

Section: Introductionmentioning

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Structure and thermal expansion of liquid bismuth

Mudry

Shtablavyi

Liudkevych

et al. 2015

Materials Science-Poland

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Experimental structural data for liquid Bi were used for estimation of the main structure parameters as well as the thermal expansion coefficient both in supercooled and superheated temperature ranges. It was shown that the equilibrium melt had a positive thermal expansion coefficient within a temperature range upon melting and a negative one at higher temperatures. The former was related to structure changes upon melting, whereas the latter with topologic disordering upon further heating. It was found that the superheated melt had a negative thermal expansion coefficient. The results obtained from structural data were compared with the thermal expansion coefficient calculated from the data of density for liquid Bi.

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“…The thermal expansion coefficient can be defined also using the temperature dependence of the coordination numbers [2] and the atomic volume.…”

Section: Fundamentalmentioning

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Section: Introductionmentioning

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Structure and thermal expansion of liquid bismuth

Mudry

Shtablavyi

Liudkevych

et al. 2015

Materials Science-Poland

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“…En effet, l'expansion thermique ne se traduit pas simplement par une augmentation isotrope des distances inter-atomiques mais par un réarrangement de l'ordre local avec des distances premiers-voisins qui restent à peu près constantes et une diminution du nombre de coordination [7]. Notons que l'étude de l'évolution de la structure et des propriétés électroniques des liquides en fonction de la température (et de la pression) dans un domaine proche du domaine supercritique ou dans le domaine surfondu est, à l'heure actuelle, un des axes de recherche les plus explorés.…”

Section: Liquides Monoatomiquesunclassified

La structure des liquides simples et des alliages liquides métalliques

Simonet

Bellissent

2003

J. Phys. IV France

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Résumé : De par le caractère isotrope des interactions et leur courte portée, les liquides métalliques ont longtemps été considérés comme des systèmes modèles pouvant être décrits par un arrangement aléatoire de sphères dures. Ceci a été confirmé par l'allure des premières fonctions de distribution de paires déterminées par diffusion de RX ou de neutrons à la précision près des expériences de l'époque. Néanmoins, cette image a tout d'abord été révisée pour le cas des alliages métalliques dont les fonctions de distribution de paires ont révélé un ordre local plus complexe à cause des affinités chimiques entre espèces différentes. Grâce à la possibilité actuelle de mesurer des facteurs de structure de bien meilleure qualité, la question de la nature de l'ordre local et du degré d'isotropie des interactions peut se poser même dans le cas des liquides simples ou dans le cas d'alliages présentant à priori peu d'ordre chimique. Dans ce cadre, l'ordre local icosaédrique est particulièrement intéressant puisque l'icosaèdre est un agrégat très compact et, bien que présentant des liaisons directionnelles, très proche d'une configuration isotrope. La mise en évidence de ce type d'ordre local est présentée pour deux types de liquides : les liquides surfondus dans lesquels un ordre local icosaédrique a été prédit pour expliquer les propriétés de surfusion, et les liquides en équilibre avec des quasicristaux qui présentent un ordre local icosaédrique. 1Introduction aux liquides métalliques 1 Liquides monoatomiquesLes éléments métalliques dans l'état liquide représentent une part importante du tableau périodique des éléments (cf. Fig. 1). Ils sont caractérisés par la coexistence d'électrons de conduction délocalisés et d'un arrangement dynamique d'ions positifs et présentent une bonne conductivité thermique et électrique. Ils sont notablement différents des liquides moléculaires ou semiconducteurs (caractérisés par des liaisons de nature covalente) de par leur plus grande compacité (nombre de coordination entre 9 et 12) et le caractère isotrope des interactions atomiques en première approximation. Notons que certains éléments, tels que le Ge ou le Te, subissent une transition semi-conducteur/métal dans l'état liquide.Le problème de la détermination de la structure de l'état liquide est difficile car c'est un problème à N particules en interaction. Dans le cas de l'état cristallin, cette difficulté est surmontée par la périodicité de translation de l'édifice atomique qui détermine les positions atomiques à partir d'un nombre réduit de paramètres. Dans le cas du gaz, l'absence d'interaction entre des atomes ponctuels situés à de grandes distances permet un traitement de physique statistique. Le liquide peut sembler proche de l'état solide car il a une densité comparable dans des conditions voisines de température et de pression. En outre, sa chaleur latente de fusion est plus petite que la chaleur latente de vaporisation, ce qui implique que les deux états, solide et liquide, ont des propriétés de liaison voisines. D'un autre cô...

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“…The strong correlation between the data obtained from the two methods is apparent. The energyscanning result has been compared also with recent existing data* (Black & Cundall, 1965;Wagner, Ocken & Joshi, 1965;Ocken & Wagner, 1966;Rivlin, Waghorne & Williams, 1966;Halder & Wagner, 1967Caputi, Rodriquez & Pings, 1968;Waseda & Suzuki, 1970;Ruppersberg & Reiter, 1972). Both the peak positions and the value of si(s) at each peak correlate well.…”

Section: Evaluation Of the Energy-scanning Techniquementioning

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“…Black & Cundall (1968) 2"30 2. 76 Wagner, Ocken & Joshi (1965) 2.27 3.41 Kaplow, Strong & Averbach (1965) 2.33 3.43 Ocken & Wagner (1966) 2"31 3"51 Rivlin, Waghorne & Williams (1966) 2-31 3.77 Halder & Wagner (1967) 2.29 3"48 Halder & Wagner (1968) 2.29 3. 48 Caputi, Rodriquez & Pings (1968) 2.38 2.78 Waseda & Suzuki (1970) 2.32 3.34 Ruppersberg & Reiter (1972) 2.31 3.58 This work 2.33 2.68 treatment, produce superposable results.…”

Section: Evaluation Of the Energy-scanning Techniquementioning

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Liquid-structure analysis by energy-scanning X-ray diffraction: mercury

Prober¹,

Schultz²

1975

J Appl Cryst

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Quantitative liquid-structure analysis using energy-scanning diffraction rather than the traditional angle-scanning diffraction is introduced. In the experimental method, white radiation and a solid-state detector are employed. This new method is inherently faster and less beset with problems of experimental instability than are angular-scanning methods. However, many differences in analysis are introduced. In particular, measurement of the primary beam spectrum, the nature of the absorption and dispersion corrections, details of the polarization correction, the ranges of the atomic scattering factor and of the incoherent scattering term, and the mating of different scattering regimes all require special consideration. Application of the new instrumental method and the reconstructed analytical procedure to liquid mercury at room temperature has produced a result in agreement with other recent studies.

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Temperature Dependence of the Structure of Liquid Indium

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Structure and thermal expansion of liquid bismuth

Structure and thermal expansion of liquid bismuth

La structure des liquides simples et des alliages liquides métalliques

Liquid-structure analysis by energy-scanning X-ray diffraction: mercury

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