Theory of Phase Transformations in the Mechanics of Solids and its Applications for Description of Fracture, Formation of Nanostructures and Thin Semiconductor Films Growth

Abstract

The brief review of the current state of the theory of first-order phase transitions is given. The basic processes of nucleation and evolution of nanostructure ensembles on crystal surfaces are considered. The general equations describing nanoparticle size distribution, evolution of their average radius and density are deduced. The influence of mechanical pressure on nucleation and property of quantum dots and nanopores is considered. The equations describing new phase nucleation under condition of mechanical pressure caused by distinction in density of an old and new phase are resulted. The kinetic theory of micropore nucleation in solids under loading is described. The kinetic criterion is received of nucleation of micropores and microcracks in fragile solids under the influence of stretching pressure.

Механизм роста пар--кристалл--кристалл Au-каталитических GaAs-нитевидных нанокристаллов

“…В случае нуклеации островка из твердой фазы катализатора на верхней грани ННК того же состава и той же самой кристаллографической ориентации, что и ННК, мы будем полагать, что происходит автоэпитаксиальное когерентное зарождение. Определим свободную энергию образования GaAs-островков из твердой фазы с учетом упругих напряжений, возникающих из-за различия кристаллических решеток катализатора и ННК [29][30][31][32][33][34][35][36]. Свободная энергия образования GaAs-островков при ПКК механизме роста имеет вид [29,30]…”

A statistical model of hydrogen-induced fracture of metals

“…This model is based on the fact that the destruction process under the load is a first order phase transition [11][12][13][14], which is either negated or not taken into account in models [4][5][6][7][8][9][10]. Correspondingly, at the instant of fracture, the fractured and unfractured metal phases are in equilibrium.…”

“…The found dependence of the fracture stress on the hydrogen concentration is com pared with the experimental data, and their excellent correspondence to one another is shown. Thus, following [11], let us consider the simplest model of hydrogenated metal with the total number N 0 of chemical bonds, where N H of them are broken, i.e., atomic hydrogen is already built in inside them. We will consider that all N H broken bonds and N 0 -N H unbroken bonds are identical and, consequently, indistinguishable.…”

“…In this study, similarly to [11], we used the simplest model with the linear depen dence of E el on N H :…”

Влияние Водорода На Флуктуационное Охрупчивание Алюминия

“…Растворимость водорода в твердом алюминии равна 0.034 ml/100 g при температуре плавления T ∼ 660 • C, поэтому, как правило, оказывается, что атомы водорода собираются вместе. Следовательно, в твердом алюминии начинается процесс образования пор [2], приводящий впоследствии к охрупчиванию и образованию трещин [3][4][5][6][7]. Именно поэтому детальное микроскопическое описание поведения атомов водорода в алюминии является актуальной задачей.…”