Фазові перетворення у нанорозмірних системах

Abstract

У посібнику розглянуті особливості прояву розмірних ефектів під час фазових перетворень у високодисперсних системах. Для теоретичного опису фазового розмірного ефекту використані методи класичної термодинаміки, які дозволяють шляхом врахування вкладу, що вносить поверхня в загальне значення вільної енергії системи, пояснити та кількісно описати зміну температур фазових перетворень та можливість виникнення у нанодисперсних зразках фаз, які взагалі не існують у масивних об’єктах. Теоретичні викладки доповнені сучасним експериментальним матеріалом та стислим описом експериментальних особливостей вивчення нанооб’єктів. Навчальний посібник призначений для студентів, які проходять підготовку за спеціальністю 104 – «Фізика та астрономія», а також за спеціальністю 105 – «Прикладна фізика». В пособии рассмотрены особенности проявления размерных эффектов при фазовых превращениях в высокодисперсных системах. Для теоретического описания фазового размерного эффекта использованы методы классической термодинамики, которые позволяют путем учета вклада, который вносит поверхность в общее значение свободной энергии системы, объяснить и количественно описать изменение температур фазовых превращений и возможность возникновения в нанодисперсных образцах фаз, которые вообще не существуют в массивных объектах. Теоретические выкладки дополнены современным экспериментальным материалом и кратким описанием экспериментальных особенностей изучения нанообъектов. In this manual we discuss the features of the size effects during phase transformations in highly dispersed systems. The methods of classical thermodynamics are used for the theoretical description of the phase size effect. This approach is based on taking into account the contribution that the surface makes to the total free energy of the system. This allows us to explain and quantitatively describe the change of the temperature of phase transformations and the possibility of the appearance of phases (which are not appropriate for bulk) in nano-dispersed samples. The theoretical calculations are supported by modern experimental data and a brief description of the experimental features of the nano-objects investigation is also presented.