Model of Fusion of Pure Metals

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Abstract

—There are model for calculating the latent heat of fusion of pure metals, included the contribution of the phonon “analogue of the Casimir force” to the melting of metals. The model makes it possible to explain the mismatch between the experimental value of the latent heat of melting and the theoretically calculated sum of the jump in the configuration and vibrational entropy during the phase transition from solid to liquid. The described approach also makes it possible to estimate the magnitude of the volume change during melting using the values of the crystallogeometric and thermodynamic parameters of the material.

About the authors

V. N. Chuvil’deev

Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: semenycheva@nifti.unn.ru
Russia, 603022, Nizhny Novgorod

A. V. Semenycheva

Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Author for correspondence.
Email: semenycheva@nifti.unn.ru
Russia, 603022, Nizhny Novgorod

References

  1. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. М.: Гостехиздат, 1948. 292 с.
  2. Eyring H., Jhon M.S. Significant liquid structures. N.Y.: John Wiley & Sons, 1969. 149 p.
  3. Сандитов Д.С., Бартенев Г.М. Физические свойства неупорядоченных структур. Новосибирск: Наука, 1982. 258 с.
  4. Регель А.Р., Глазов В.М. Периодический закон и физические свойства электронных расплавов. М.: Наука, 1978. 307 с.
  5. Займан Дж. Модели беспорядка. Теоретическая физика однородно неупорядоченных систем. М.: Мир, 1982. 592 с.
  6. Уббелоде А.Р. Расплавленное состояние вещества. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1982. 375 с.
  7. Ершов Г.С., Черняков В.А. Строение и свойства жидких и твердых металлов. М.: Металлургия, 1978. 248 с.
  8. Арсентьев П.П., Коледов Л.А. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия, 1976. 376 с.
  9. Mei Q.S., Lu K. Melting and superheating of crystalline solids: From bulk to nanocrystals // Progress in Mater. Sci. 2007. V. 52. P. 1175–1262.
  10. Lawson A.C. Physics of the Lindemann melting rule // Philos. Mag. 2009. V. 89. P.1757–1770.
  11. Chuvildeev V.N., Semenycheva A.V. The role of the ‘‘Casimir force analogue’’ at the microscopic processes of crystallization and melting // Annals of Phys. 2016. V. 373. P. 390–398.
  12. Глесстон С., Лейдлер К., Эйринг Г. Теория абсолютных скоростей реакций. М.: ИЛ, 1948. 583 с.
  13. Mie G. Zur kinetischen Theorie der einatomigen Körper // Ann. d. Phys. 1903. Bd 11. P. 657–698.
  14. Gruneisen E. Zustand des festen Körpers // Handb. d. Phys. 1926. Bd 10. P. 1–59.
  15. Casimir H.B.G. On the attraction between two perfectly conducting plates // Indag. Math. 1948. V. 10. P. 261–263.
  16. Genet C., Lambrecht A., Reynaud S. Temperature dependence of the Casimir effect between metallic mirrors// Phys. Rev. A. 2000. V. 62. P. 012110.
  17. Bordag M., Mohideen U., Mostepanenko V.M. New developments in the Casimir effect // Phys. Rep. 2001. V. 353. P. 1–205.
  18. Bressi G., Carugno G., Onofrio R., Ruoso G. Measurement of the Casimir Force between Parallel Metallic Surfaces // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. № 4. P. 041804.
  19. Дзялошинский И.Е., Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Общая теория ван-дер-Ваальсовых сил // УФН. 1961. Т. 73. С. 381–422.
  20. Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. Физика химической связи. Пер. с англ. под ред. Ж.И. Алферова. Т. 2. М.: Мир, 1983. 332 с.
  21. Физические величины / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихона. М.: Энергоатомиздат, 1991. 500 с.
  22. Чувильдеев В.Н. Неравновесные границы зерен в металлах. Теория и приложения. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 304 с.
  23. Mott N.F. The resistance of liquid metals // Proc. Roy. Soc., Ser. A. 1934. V. 146A. P. 465–472.
  24. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. М.: Металлургия, 1989. 383 с.
  25. Соколовская Е.М., Гузей Л.С. Металлохимия. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 264 с.
  26. Valencia J.J., Quested P.N. Thermophysical Properties / in ASM Handbook. V. 15: Casting. ASM International, 2008. P. 468–481.
  27. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. М.: Наука, 1974. 292 с.
  28. Цагарейшвили Д.Ш. Уравнения для расчета изменения некоторых термических и упругих свойств кристаллов при их плавлении // ТВТ. 1981. Т. 19. № 1. С. 75–79.
  29. Машиностроение. Энциклопедия. Теоретическая механика. Термодинамика. Теплообмен. Т. 1–2 / Под общ. ред. К.С. Колесникова, А.И. Леонтьева. М.: Металлургия, 2011. 600 с.
  30. Станкус С.В., Хайрулин Р.А. Измерение термических свойств платины в интервале температур 293–2300 К методом проникающего излучения // Теплофизика высоких температур. 1992. Т. 30. № 3. С. 487–494.
  31. Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. 1006 с.
  32. Структура и свойства металлов и сплавов. Тепловые свойства металлов и сплавов / Под ред. Л.Н. Ларикова, Ю.Ф. Юрченко. Киев: Наукова думка, 1985. 437 с.
  33. Свойства элементов / Под ред. М.Е. Дрица. М.: Металлургия, 1985. 672 с.
  34. Burakovsky L., Greeff C., Preston D. Analytic model of the shear modulus at all temperatures and densities // Phys. Rev. B. 2003. V. 67. P. 094107.
  35. Frost H.J., Ashby M.F. Deformation-Mechanism Maps: The Plasticity and Creep of Metals and Ceramics. N.Y.: Pergamon Press, 1983. 327 p.
  36. Farraro J., McLellan R.B. High Temperature Elastic Properties of Polycrystalline Niobium, Tantalum, and Vanadium R // Metal. Trans. A. 1979. V. 10A. P. 1699–1702.
  37. Schramm K.H. Daten zur Schallgeschwindigkeit in reinen Metallen //Zeitschrift fur Metallkunde. 1962. V. 52. P. 729–735.
  38. Ledbetter H.M. Elastic properties of zinc: A compilation and a review // J. Phys. Chem. Reference Data. 1977. V. 6. P. 1181.
  39. Kuzman R. Handbook of Thermodynamic Tables and Charts. N.Y.: Hemisphere Publishing Corporation, 1976. 392 p.
  40. Лившиц Б.Г., Крапошин В.С., Липецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов. Изд. 2-е. М.: Металлургия, 1980. 318 с.
  41. Wray P.J. Volume Change Accompanying Solidification // Metal. Trans. 1974. V. 5. № 12. P. 2602–2603.
  42. Смитлз К. Дж. Металлы / Пер. с англ. под ред. С.Г. Глазунова. М.: Металлургия, 1980. 447 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download