Зв’язана морфологічна стійкість множинних міжфазних границь: оксиди в градієнті хімпотенціала. І. Один шар оксиду

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

$^{1}$Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, вул. Академічна, 1, 61108 Харків, Україна
$^{2}$RWTH Aachen University, Institute of Physical Chemistry, 55 Templergraben, 52056 Aachen, Germany

Отримано: 05.05.2019. Завантажити: PDF

Морфологічна стійкість міжфазних границь являє собою серйозну проблему як з математичної, так і з фізичної точки зору. У матеріалах, підданих дії градієнтів термодинамічних потенціалів, тобто градієнтів хімічних потенціалів, електричних потенціалів, температури або тиску, виникають процеси переносу мобільних компонентів. Ці процеси можуть викликати морфологічні нестійкості поверхонь і міжфазних границь. У цій статті для оксидів, що знаходяться під дією градієнта хімічного потенціалу кисню, дається детальне теоретичне дослідження взаємозалежної морфологічної стійкості. У частині I ми досліджуємо один оксидний шар, тобто морфологічну стійкість двох границь; випадок двох оксидних шарів, тобто трьох границь, буде розглянутий у частині II. Для дослідження взаємозалежної стійкості дифузійно взаємодіючих границь використовується новий математичний метод, заснований на спеціальному інтегральному перетворенні. Цей метод дозволяє виявляти еволюцію збурень множинних границь без вирішення дифузійної задачі усередині шару. Тим самим вивчення морфологічної стійкості границь, що стаціонарно рухаються, зводиться до дослідження сингулярностей (у комплексній площині) підінтегральних виразів певних інтегралів.

Ключові слова: морфологічна стійкість, багатофазні системи, дифузійне масоперенесення, інтегральне перетворення.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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