Связанная морфологическая устойчивость множественных межфазных границ: оксиды в градиенте химпотенциала. I. Один слой оксида

П. О. Мчедлов-Петросян$^{1}$, Манфред Мартин$^{2}$

$^{1}$Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт» НАН Украины, ул. Академическая, 1, 61108 Харьков, Украина
$^{2}$RWTH Aachen University, Institute of Physical Chemistry, 55 Templergraben, 52056 Aachen, Germany

Получена: 05.05.2019. Скачать: PDF

Морфологическая устойчивость межфазных границ представляет собой серьёзную проблему как с математической, так и с физической точки зрения. В материалах, подверженных действию градиентов термодинамических потенциалов, т.е. градиентов химических потенциалов, электрических потенциалов, температуры или давления, возникают процессы переноса мобильных компонентов. Эти процессы могут вызывать морфологические неустойчивости поверхностей и межфазных границ. В этой статье для оксидов, находящихся под действием градиента химического потенциала кислорода, даётся детальное теоретическое исследование взаимосвязанной морфологической устойчивости. В части I мы исследуем один оксидный слой, т.е. морфологическую устойчивость двух границ; случай двух оксидных слоёв, т.е. трёх границ, будет рассмотрен в части II. Для исследования взаимосвязанной устойчивости диффузионно взаимодействующих границ используется новый математический метод, основанный на специальном интегральном преобразовании. Этот метод позволяет выявлять эволюцию возмущений множественных границ без решения диффузионной задачи внутри слоя. Тем самым изучение морфологической устойчивости стационарно движущихся границ сводится к исследованию сингулярностей (в комплексной плоскости) подинтегральных выражений определённых интегралов.

Ключевые слова: морфологическая устойчивость, многофазные системы, диффузионный массоперенос, интегральное преобразование.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v41/i11/1433.html

PACS: 02.30.Uu, 66.30.Dn, 68.35.Ct, 68.35.Fx, 81.10.Aj


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. G. H. Meier, Oxidation of Intermetallics (Eds. H. J. Grabke and M. Schütze) (Weinheim: Wiley-VCH: 1997), p. 15.
  2. U. Koops, D. Hesse, and M. Martin, J. Mater. Res., 17: 2489 (2002). Crossref
  3. E. Ryshkewitch and D. W. Richerson, Oxide Ceramics (Orlando: Academic: 1985).
  4. A. Hammou and J. Guindet, The CRC Handbook of Solid State Electrochemistry (Eds. P. J. Gellings and H. J. M. Bouwmeester) (Boca Raton: CRC Press: 1996), p. 407.
  5. H. J. M. Bouwmeester and A. J. Burggraaf, The CRC Handbook of Solid State Electrochemistry (Eds. P. J. Gellings and H. J. M. Bouwmeester) (Boca Raton: CRC Press: 1996), p. 481. Crossref
  6. M. Martin, Pure Appl. Chem., 75: 889 (2003). Crossref
  7. R. Waser, R. Dittmann, G. Staikov, and K. Szot, Adv. Mater., 21: 2632 (2009). Crossref
  8. Y. Aoki, C. Wiemann, V. Feyer, H.-S. Kim, C. M. Schneider, H.-S. Yoo, and M. Martin, Nat. Commun., 5: 3473 (2014). Crossref
  9. M. Martin and H. Schmalzried, Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 89: 124 (1985). Crossref
  10. P. O. Mchedlov-Petrossyan, Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine (Doklady NAN Ukrainy), No. 1: 78 (2002).
  11. P. O. Mchedlov-Petrossyan, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 24: 25 (2002).
  12. J. S. Langer, Rev. Modern Phys., 52: 1 (1980). Crossref
  13. O. M. Chekmareva, J. Techn. Phys., XLI: 1115 (1971) (in Russian).
  14. J. S. Langer, Acta Metalurgica, 25: 1113 (1977). Crossref