Физика. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика
Статья научная
Структурированные углеродные материалы находят широкое применение в технике и в научных исследованиях, в частности в качестве материалов для автоэмиссионного катода, используемого в катодолюминесцентных лампах. Для определения влияния работы в качестве катодов на мелкозернистый графит (МПГ-6), пиролитический графит и ПАН-волокно использован метод спектроскопии комбинационного рассеяния света. Зарегистрированы спектры комбинационного рассеяния всех трех материалов до работы и после работы в качестве катода в спектральном интервале от 1000 до 2000 см-1. Кроме характерных для углеродных материалов линий G, D и D’ обнаружена линия в интервале 1450-1460 см-1, которая наблюдается в исходном материале пиролитического графита и остается после эксплуатации, а также появляется в образце МПГ-6 после работы в качестве катода. Наибольшее изменение претерпевает относительная интегральная интенсивность линии D в пиролитическом и МПГ-6, в пиролитическом графите наблюдается увеличение, а в МПГ-6 - уменьшение после работы в качестве катода, что может позволить использовать относительную интегральную интенсивность линии D для оценки работы катодолюминесцентных ламп.
Бесплатно
Способы упрочнения монокристаллов KGd(WO 4) 2:Nd 3+
Статья научная
Рассмотрены два метода упрочнения кристаллов калий-гадолиниевого вольфрамата с примесью неодима KGd(WO 4) 2:Nd 3+. Один метод проявляется при малой концентрации примеси и основан на дислокационном механизме, другой - связан с образованием пластинчатой субструктуры и проявляется в кристаллах с большим содержанием примеси. Исследовано изменение твердости кристаллов в зависимости от концентрации примеси.
Бесплатно
Статья научная
Концентрационные зависимости среднего магнитного момента сплава и энтальпии растворения как функции концентрации ванадия изучены в области от 1 до 10 ат. %. для неупорядоченного твердого раствора Fe-V в упорядоченном магнитном состоянии с использованием первопринципных расчетов электронной структуры в программном пакете WIEN2k. Полученные результаты сопоставлены с имеющимися в мировой литературе данными, полученными в CALPHAD-моделях. На этой основе сделан вывод о перспективах поиска возможной инверсии ближнего порядка в сплавах Fe-V по аналогии с инверсией в системе Fe-Cr.
Бесплатно
Статистический анализ столкновений атомов при нуклеации пара металла в среде инертного газа
Статья научная
Предпринята попытка динамической оценки вероятности роста кластеров в пересыщенной неравновесной среде на основании статистического анализа результатов молекулярно-динамических расчетов. Произведено моделирование конденсации пара меди в атмосфере аргона. Проверена возможность использования основных соотношений молекулярно-кинетической теории для таких условий. По результатам исследования предложен способ описания вероятности роста кластеров в пересыщенной неравновесной среде.
Бесплатно
Статистический анализ столкновений металлических наночастиц при высоких степенях пересыщения
Статья научная
Методами молекулярной динамики проведено моделирование поведения смеси «металлические кластеры-инертный газ» в условиях, типичных для промышленного газофазного получения металлических наночастиц. Проведен статистический анализ исходов столкновений (объединение, распад, или отсутствие изменений состава) между частицами различных размеров. Выявлены зависимости вероятностей казкдого исхода от размера сталкивающихся частиц. Найдены энергетические параметры кластеров в процессе роста. Результаты предполагается использовать при мультимас-штабном компьютерном моделировании формирования наночастиц.
Бесплатно
Структура и свойства углеродных пленок, получаемых электронно-лучевым распылением в вакууме
Статья научная
Были получены пленочные образцы распыленного в вакууме и осажденного на нагретую стеклянную подложку графита. С помощью атомно-силовой и электронной микроскопии исследована поверхность и элементный состав. Было измерено удельное поверхностное сопротивление пленок и найдена его зависимость от толщины пленки.
Бесплатно
Структура и электронные свойства кристаллов 3-12 фторографена
Статья научная
Трехмерная структура кристаллов, сформированных из слоев 3-12 фторированного графена, упакованных в стопки была найдена методом атом-атомного потенциала. Расчеты электронных свойств СF-L3-12 кристаллов были выполнены методом теории функционала плотности в обобщенном градиентном приближении. В результате расчетов было установлено, что расстояние между слоями в кристаллах, соответствующее минимуму энергии межслоевых связей, составляет 5,7578 Å, абсолютное значение вектора сдвига соседних слоев составляет 1,4656 Å. Электронная структура трехмерных кристаллов отличается от электронной структуры изолированных слоев 3-12 фторографена. Найденное значение ширины запрещенной зоны в объемных кристаллах составляет 3,03 эВ, что примерно на 12 % меньше, чем в отдельном слое CF-L3-12 (3,43 эВ). Рассчитанное значение удельной энергии сублимации кристалла 3-12 фторографена составляет 13,83 эВ/(CF), что на 0,06 эВ больше энергии сублимации изолированного фторографенового слоя.
Бесплатно
Структурная устойчивость и фононные спектры в системе Ni-Al: расчет методом рекурсии
Статья научная
Основываясь на межатомных потенциалах, найденных методом погруженного атома, рассчитаны фононные спектры мартенситного сплава Ni62.5Al37.5 с помощью метода рекурсии. Кривая фононной дисперсии сплава имеет «смягчение» для значения волнового вектора 0,16, которое согласуется с экспериментом. При этом спектральная функция для данного значения имеет пик на частоте колебаний 1,6 ТГц. Данное поведение фононных спектров связано с возможной локализацией мод на частоте 1,7 ТГц, что ведет к зарождению мартенситной структуры 7R сплава.
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование фазового перехода тетрагонального графена L4-8 в базоцентрированную орторомбическую полиморфную разновидность алмаза LA7 методом теории функционала плотности. Анализ возможных способов формирования фазы LA7 показал, что ее структура может быть получена в результате сильного одноосного сжатия тетрагонального графита с упаковкой AB при давлении 42,5 ГПа. Расчеты также показали, что процесс этого структурного преобразования должен сопровождаться выделением энергии ~ 0,52 эВ/атом. Полиморфная разновидность алмаза LA7 может устойчиво существовать при нормальных условиях, так как величина потенциального барьера, разделяющего состояния, соответствующие графиту L4-8 и фазе LA7, составляет 0,34 эВ/атом. Для экспериментальной идентификации фазы LA7 были рассчитаны теоретические рентгенограммы фазового перехода «графит L4-8-LA7».
Бесплатно
Теория перехода из нематического состояния в смектическое
Статья научная
Развита молекулярно-статистическая теория, описывающая переход из нематической фазы в смектическую, а также единая теория, описывающая переход из изотропной фазы сначала в нематическую, а затем в смектическую или напрямую из изотропной в смектическую. Рассмотрены параметры среднего поля, отвечающие за сами фазовые последовательности и типы фазовых переходов. Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 08-03-90009 и гранта Миннауки МК-2004.2008.2.
Бесплатно
Теплопроводность монокристаллов Al2O3, легированных Cr, V и Ti, в интервале температур 50-300 К
Статья научная
Экспериментально исследована теплопроводность пяти образцов корунда с различными примесями: 0,15 ат. % V, 0,5 ат. % Ti, 1,0, 1,25 и 1,5 ат. % Сr. Для образца с примесью Ti теплопроводность оказалась характерной для кристалла с существенной дефектностью.
Бесплатно
Термодинамический аспект выделения растворенного водорода в микропорах металла
Краткое сообщение
В работе предложена простая и наглядная теория заполнения водородом, растворенным в образце, пор и микротрещин в объеме металла на основе уравнения состояния газа и закона Сивертса. Выведенное аналитическое выражение для давления водорода в поре иллюстрируется численными расчетами для различных значений температур и содержаний водорода в железе. Полученные результаты применены для обсуждения проблемы зарождения флокенов в сталях.
Бесплатно
Топологические солитоны в однородной асимметричной модели молекулы ДНК
Статья научная
Рассмотрена математическая модель нелинейной динамики однородной, но асимметричной по основаниям искусственной молекулы ДНК. Получены солитонные решения, описывающие конформационные изменения в процессе функционирования ДНК. Исследовано влияние диссипации на динамику солитонов. Рассмотрено прохождение солитонов через границы однородных областей в искусственных последовательностях ДНК, приводящие к изменению топологии солитонов.
Бесплатно
Точное решение задачи взаимодействия неоднородных волн с плоской границей
Краткое сообщение
Анализ характеристик рассеянного волнового поля является классической задачей геофизики, ультразвуковой дефектоскопии, механики разрушения и др. При падении неоднородной волны на наклонную плоскость возникают как поверхностные, так и расходящиеся объемные волны, структура которых зависит от углового положения плоскости. Однако несмотря на продолжительное время изучения этих волн до сих пор некоторые вопросы остаются невыясненными. В ходе исследований в дополнение к известным свойствам поверхностных волн были выявлены новые особенности, характерные при распространении этих волн в твердых телах. Полученное в явном виде решение описывает как поле поверхностных волн, структура которого совпадает с известными экспериментальными данными, так и поле объемных волн, вносящих заметный вклад в энергетику процесса.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена кристаллизация системы частиц Леннарда-Джонса с термостатом Нозье-Гувера. Обнаружено уменьшение скорости кристаллизации с увеличением значения параметра релаксации. С увеличением размеров ячейки моделирования падает скорость кристаллизации. Под влиянием термостата формируется профиль температуры, который ни при каких значениях параметра термостата не может быть сглажен до постоянного значения, равного температуре термостата. Работа выполнена при поддержке Deutsche Forschungsgemainschaft, грант 436 RUS 113/932/0-1 и РФФИ 07-03-91558-ннио_а.
Бесплатно
Угасание комет из облака Оорта
Статья научная
В работе исследуется вопрос угасания комет из облака Оорта. Предполагается, что это случайный процесс, зависящий от возраста кометы и перигелийного расстояния её орбиты. Показано, что кометы должны угасать на достаточно больших гелиоцентрических расстояниях (r > 2,5 а.е.). Таким образом, существенное влияние на физическую эволюцию комет оказывает сублимация не только водяных льдов, но и льдов других, более летучих соединений. Статистическая оценка результатов дает хорошее согласие с наблюдениями.
Бесплатно
Упругопластическое разрушение труб с поверхностной трещиной
Краткое сообщение
Рассматривается задача о разрушающем кольцевом напряжении для относительно тонкостенных труб с осевой поверхностной трещиной. При решении материал считаем упругим, за исключением деформированных зон в нетто-сечении и концах трещины, которые заменяются эквивалентными напряжениями, являющимися граничными условиями для задачи при упруго-пластическом разрушении. Используя аппарат комплексной переменной, данная задача была аналитически решена при использовании некоторых предположений на граничные условия. Полученное решение дает возможность вычислить кольцевое напряжение в трубе. В качестве критериев разрушения берутся два условия. Во-первых, раскрытие трещины достигает критического значения для материала, во-вторых, напряжение в нетто-сечении трещины достигает напряжения разрушения для данного материала. По формулам были проведены вычисления для сравнения с экспериментальными данными для нескольких типов труб с поверхностной осевой трещиной.
Бесплатно
Уравнение состояния одномерной многочастичной системы с n-ступенчатым потенциалом взаимодействия
Статья научная
Методом Вертхейма получено точное аналитическое решение интегрального уравнения Перкуса-Йевика для одномерной системы частиц с n-ступенчатым потенциалом парного взаимодействия. На основании данного решения построено уравнение состояния одномерной системы частиц. Показано, что развитый метод позволяет строить аппроксимационные решения уравнения Перкуса-Йевика для любого непрерывного потенциала парного взаимодействия частиц.
Бесплатно
Уравнение состояния одномерной системы «коллапсирующих» твёрдых сфер
Краткое сообщение
Методом Вертхейма получено точное аналитическое решение интегрального уравнения Перкуса-Йевика для одномерной системы частиц с одноступенчатым потенциалом отталкивания («коллапсирующие» твердые сферы). На основании данного решения построено уравнение состояния одномерной системы «коллапсирующих» твердых сфер и установлено, что в приближении Перкуса-Йевика фазовый переход в такой системе не наблюдается.
Бесплатно
