Составители:
Рубрика:
26
()
()
(
)
(
)
() 1 2/ / / 1 / ,Tr T L r r
mm s s
sl l l
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
=−ρσ−δ−σ⋅−ρρ
где σ
s
и σ
l
– поверхностные натяжения твердой и жидкой частиц; σ
sl
–
поверхностное натяжение на границе раздела твердой и жидкой фаз; ρ
s
и ρ
l
–
плотности твердой и жидкой частиц; δ – толщина слоя расплава на твердой
частице.
Существует и принципиально иной подход к описанию термодинамики
процесса плавления. В ряде работ показано, что толщина жидкой (жидкопо-
добной) поверхностной фазы – оболочки толщиной δ растет с увеличением
температуры, причем переход поверхностной фазы в жидкое (жидкоподобное)
состояние происходит при
температуре, значительно меньшей, чем темпера-
тура плавления объемной фазы того же состава. В этом случае процесс плав-
ления можно рассматривать как трансформацию
жидкой неавтономной (по-
верхностной) фазы с ростом ее толщины при повышении температуры в
жид-
кую автономную (объемную) фазу [7]. Интересным теоретическим выводом из
описанного механизма плавления, который подтверждается и эксперимен-
тальными исследованиями, является тот факт, что в расплаве вблизи точки
плавления должны существовать твердые (твердоподобные) частицы очень
малых (нанометровых) размеров. Характер зависимости температуры плавле-
ния от размера частиц при этом оказывается аналогичным описанным ранее.
0 5 10 r, нм
T
m
, K
1400
1200
1000
800
600
400
Рис. 12. Зависимость температуры
плавления золота от размера частиц
Многочисленные эксперименты по плавлению нанокристаллов металлов и
некоторых соединений (см., например, рис. 12) показывают достаточно хо-
рошее согласование приведенных теоретических зависимостей с экспери-
ментальными данными.
