Змочування, поверхнева енергія і фазові переходи рідина кристал в одно - і двокомпонентних конденсованих плівках
Розробка методики вимірювання крайових кутів змочування для конденсованих плівок металів і сплавів з використанням просвічуючої мікроскопії. Вивчення змочування в острівцевих плівках металів у залежності від розміру частинок і товщини плівок-підкладок.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.08.2014 |
| Размер файла | 80,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Key words: island film, nanoparticle, metals, phase transition, melting, crystallization, supercooling, phase diagram, wetting, surface energy, size effect.
Ларин В.И. Смачивание, поверхностная энергия и фазовые переходы жидкость кристалл в одно- и двухкомпонентных конденсированных пленках. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.07 - физика твердого тела. - Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, Харьков, Украина, 2005.
Диссертация посвящена решению проблемы установления общих закономерностей фазовых переходов жидкость кристалл в конденсированных пленках одно- и двухкомпонентных металлических систем и их связи с размерным эффектом, а также с поверхностными явлениями на границе раздела твердой и жидкой фаз. Установлены общие закономерности плавления и кристаллизации наночастиц различных металлов (In, Sn, Bi, Pb, Al, Ag, Au, Cu, Fe, Co, Ni, Pt) и бинарных сплавов (Bi-Sb, Bi-Sn, Bi-Pb). Показано, что при плавлении и кристаллизации наночастиц металлов выполняется закон соответственных состояний: в относительных координатах "температура - размер" данные по плавлению и кристаллизации описываются обобщенной диаграммой, из которой следует зависимость температурного гистерезиса при плавлении и кристаллизации от размера наночастиц и обращение его в нуль для частиц критического размера. На этом основании сделан вывод об из изменении характера фазового перехода - для наночастиц критического размера кристаллизация происходит без переохлаждения, а фазовый переход из дискретного становится непрерывным. Установлено, что при условиях, близких к гомогенному зарождению, для наночастиц металлов и бинарных сплавов относительное переохлаждение в пределе составляет примерно 0,4 от соответствующей температуры перехода (температуры плавления массивного материала либо температуры ликвидуса для бинарных сплавов).
Методом образцов переменного состава и состояния построены фазовые диаграммы "температура - состав" для бинарных пленок (Bi-Sb, Bi-Sn, Bi-Pb) и проанализирована их эволюция при уменьшении характерного размера. Установлено, что для бинарных пленок толщиной 100 нм и более их дпаграммы соответствуют фазовым диаграммам массивных образцов, с уменьшением толщины пленок при t<50 нм их фазовая диаграмма смещается в область более низких температур и этот эффект тем больше, чем меньше толщина. Выполнен термодинамический анализ эволюции фазовых диаграмм бинарных пленочных систем различного типа при уменьшении характерного размера.
Исследовано смачивание в нанодисперсных контактных системах различного типа: "наночастица - подложка" (In/C, Sn/C, Bi/C, Pb/C,Si, Au/C), "наночастица - пленка переменной толщины - подложка" (Pb/Ni/NaCl (001) и Pb/Ni/Si (111)) и "наночастица - свободная пленка переменной толщины" (In/C, Sn/C и Pb/C). Установлено, что размерный эффект при смачивании имеет общий характер и проявляется в зависимости краевого угла смачивания от размера частиц и толщины пленки - подложки. Выполнено теоретическое описание размерного эффекта при смачивании для систем "наночастица - подложка" с учетом размерной зависимости поверхностной энергии собственно микрокапли и межфазной энергии микрокапля - подложка. Определены межфазные энергии границ "наночастица - подложка" исследованных систем и их размерные зависимости. Показано, что размерный эффект при смачивании в системах "наночастица - пленка переменной толщины - подложка" обусловлен деформацией пленки каплей, степень которой зависит от толщины пленки. Это позволило определить величину поверхностной энергии пленок аморфного углерода толщиной 5 - 15 нм.
По данным исследований кинетики испарения малых частиц получены сведения о размерной зависимости поверхностной энергии наночастиц Pb и Аu. С использованием результатов по плавлению наночастиц различных металлов (In, Sn, Bi, Pb, Al, Au, Pt) определены их поверхностные энергии в твердой фазе и их температурные зависимости в интервале (0,6-1)Ts. Установлена общая закономерность для температурной зависимости поверхностной энергии наночастиц исследованных металлов в твердой фазе: в области предплавильных температур (0,8-1)Ts температурный коэффициент поверхностной энергии нелинейно возрастает по модулю, что обусловлено возрастанием концентрации вакансий.
На основе обобщения всех полученных данных впервые установлены и проанализированы общие закономерности при плавлении и кристаллизации наночастиц различных исследованных металлов и бинарных сплавов. Выполнена систематика результатов по смачиванию в наноразмерных системах различного типа, а также по поверхностной энергии наночастиц металлов, ее размерной и температурной зависимости.
Ключевые слова: островковые пленки, наночастицы, металлы фазовые переходы, плавление, кристаллизация, переохлаждение, фазовые диаграммы, смачивание, поверхностная энергия, размерный эффект.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Суть та використання капілярного ефекту - явища підвищення або зниження рівня рідини у капілярах. Історія вивчення капілярних явищ. Формула висоти підняття рідини в капілярі. Використання явищ змочування і розтікання рідини в побуті та виробництві.
презентация [889,7 K], добавлен 09.12.2013Фазові перетворення, кристалічна структура металів. Загальний огляд фазових перетворень. Стійкість вихідного стану. Фазово-структурні особливості в тонких плівках цирконію. Динаміка переходів цирконію, розрахунок критичної товщини фазового переходу.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 02.02.2010Види магнітооптичних ефектів Керра. Особливості структурно-фазового стану одношарових плівок. Розмірні залежності магнітоопіру від товщини немагнітного прошарку. Дослідження кристалічної структури методом електронної мікроскопії та дифузійних процесів.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 19.04.2016Розмірні і температурні ефекти та властивості острівцевих плівок сплаву Co-Ni різної концентрації в інтервалі товщин 5-35 нм та температур 150-700 К. Встановлення взаємозв’язку морфології, структури та електрофізичних властивостей надтонких плівок.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 12.12.2011Фазові перетворення та кристалічна структура металів. Загальний огляд фазових перетворень, стійкість вихідного стану. Фазово-структурні особливості в тонких плівках цирконію, особливості динаміки переходів. Розрахунок критичної товщини фазового переходу.
курсовая работа [3,9 M], добавлен 14.02.2010Взаємодія заряджених частинок з твердим тілом, пружні зіткнення. Види резерфордівського зворотнього розсіювання. Автоматизація вимірювання температури підкладки. Взаємодія атомних частинок з кристалами. Проведення структурних досліджень плівок.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 21.05.2015Феромагнітні речовини, їх загальна характеристика та властивості. Магнітна доменна структура, динаміка стінок. Аналіз впливу магнітного поля на електричні і магнітні властивості феромагнетиків. Магніторезистивні властивості багатошарових плівок.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 15.10.2013Поверхневий натяг рідини та його коефіцієнт. Дослідження впливу на поверхневий натяг води розчинення в ній деяких речовин. В чому полягає явище змочування та незмочування, капілярні явища. Як залежить коефіцієнт поверхневого натягу від домішок.
лабораторная работа [261,2 K], добавлен 20.09.2008Корозія - руйнування виробів, виготовлених з металів і сплавів, під дією зовнішнього середовища. Класифікація корозії та їх характеристика. Найпоширеніші види корозійного руйнування. Особливості міжкристалічного руйнування металів та їх сплавів.
контрольная работа [2,3 M], добавлен 17.11.2010Класифікація планарних оптичних хвилеводів. Особливості роботи з хлороформом. Методи вимірювання показника заломлення оптичного хвилеводу. Спектрофотометричні методи вимірювання тонких плівок. Установка для вимірювання товщини тонкоплівкового хвилеводу.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 29.04.2013Електрофізичні властивості гранульованих плівкових сплавів в умовах дії магнітного поля. Дослідження електрофізичних властивостей двошарових систем на основі плівок Ag і Co, фазового складу та кристалічної структури. Контроль товщини отриманих зразків.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 08.07.2014Атомно-кристалічна будова металів. Поліморфні, алотропні перетворення у металах. Основні зони будови зливка. Характерні властивості чорних металів за класифікацією О.П. Гуляєва. Типи кристалічних ґраток, характерні для металів. Приклади аморфних тіл.
курс лекций [3,5 M], добавлен 03.11.2010Комбінаційне і мандельштам-бріллюенівське розсіювання світла. Властивості складних фосфорвмісних халькогенідів. Кристалічна будова, фазові діаграми, пружні властивості. Фазові переходи, пружні властивості, елементи акустики в діелектричних кристалах.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.10.2011Кристалічна структура металів та їх типові структури. Загальний огляд фазових перетворень. Роль структурних дефектів при поліморфних перетвореннях. Відомості про тантал та фазовий склад його тонких плівок. Термодинамічна теорія фазового розмірного ефекту.
курсовая работа [8,1 M], добавлен 13.03.2012Завдання сучасної оптоелектроніки з досліджень процесів обробки, передачі, зберігання, відтворення інформації й конструюванням відповідних функціональних систем. Оптична цифрова пам'ять. Лазерно-оптичне зчитування інформації та запис інформації.
реферат [392,5 K], добавлен 26.03.2009Вивчення методів вирощування кремнієвих і вуглецевих нанодротів за допомогою шаблонів, інжекції під тиском, нанесення електрохімічного та з парової фази. Розгляд кінетики формування нанодроту в процесі вакуумної конденсації металів на поверхню кристала.
курсовая работа [7,1 M], добавлен 12.04.2010Зміни властивостей на передкристилізаційних етапах. Причини високої корозійної стійкості аморфних сплавів. Феромагнетизм і феримагнетизм аморфних металів. Деформація і руйнування при кімнатній температурі. Технологічні особливості опору аморфних сплавів.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.12.2013Характеристика основних вимог, накладених на різні методи одержання тонких діелектричних плівок (термовакуумне напилення, реактивне іонно-плазмове розпилення, термічне та анодне окислення, хімічне осадження) та визначення їхніх переваг та недоліків.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 12.04.2010Методи створення селективних сенсорів. Ефект залежності провідності плівки напівпровідникових оксидів металів від зміни навколишньої атмосфери. Види адсорбції. Природа адсорбційних сил. Установка для вимірювання вольт-амперних характеристик сенсора.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 27.05.2013Дослідження функцій, які описують спектри модуляційного фотовідбивання; експериментально отримано спектри модуляційного фотовідбивання для епітаксійних плівок; засобами пакету MatLab апроксимовано експериментальні спектри відповідними залежностями.
курсовая работа [815,3 K], добавлен 08.06.2013
