Статья

Архив, 2009, № 3

Теплофизические свойства веществ

2009. Т. 47. № 3. С. 379–387

Магомедов М.Н.

Об изменении термоупругих свойств при вариации изотопного состава алмаза

Определены параметры межатомного взаимодействия в алмазах из изотопов $^{12}\mathrm{C}$ и $^{13}\mathrm{C}$. Параметры потенциала определены двумя способами: из модуля упругости (потенциал № 1), и из энергии сублимации при $T = 0$ K (потенциал № 2). Исходя из данных параметров в рамках модели Дебая рассчитаны изобарные температурные зависимости термоупругих свойств для изотопно различных алмазов: коэффициента теплового расширения (КТР), плотности, модуля упругости $B_T$ и удельной теплоемкости. Показано, что лучшее согласие с экспериментальными зависимостями указанных параметров получаются при использовании в расчетах потенциала № 1. Значения КТР, плотности и теплоемкости увеличиваются при переходе от алмаза из $^{12}\mathrm{C}$ к алмазу из $^{13}\mathrm{C}$. Показано, что при $T = 0$ K выполняется: $B_T(^{12}\mathrm{C}) < B_T(^{13}\mathrm{C}$), что связано с уменьшением межатомного расстояния при переходе от алмаза из $^{12}\mathrm{C}$ к алмазу из $^{13}\mathrm{C}$. Но с ростом температуры объемный изотопический эффект в алмазе уменьшается. Обнаружено, что зависимости $B_T(T)$ для алмазов из $^{12}\mathrm{C}$ и из $^{13}\mathrm{C}$ пересекаются при температуре ниже температуры Дебая. Поэтому при высоких температурах модуль упругости для алмаза из легкого изотопа становится больше, чем для алмаза из тяжелого изотопа углерода: $B_T(^{12}\mathrm{C}) > B_T(^{13}\mathrm{C}$). Указаны экспериментальные результаты, подтверждающие данный эффект. Обсуждены изменения свойств изотопно различных алмазов с ростом давления.

УДК: 536.413 + 536.631 + 539.58: 54.027 + 546.26-162
WoS: 000268186200008
Scopus: 2-s2.0-67650477160

Ссылка на статью:
Магомедов М.Н. Об изменении термоупругих свойств при вариации изотопного состава алмаза, ТВТ, 2009. Т. 47. № 3. С. 379

High Temp. 2009, v.47, №3, pp. 359-366