Модели неравновесных потенциалов в теории упорядочения, распада твердых растворов и деформационных фазовых переходов (31.01.2011)

Автор: Гуфан Александр Юрьевич

ГУФАН Александр Юрьевич

Модели неравновесных потенциалов в теории упорядочения, распада твердых растворов и деформационных фазовых переходов

Специальность

01.04.07 – физика конденсированного состояния

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

Ростов-на-Дону

Работа выполнена в отделе кристаллофизики Научно-исследовательского института физики Южного федерального университета и в лаборатории «Физика магнитных явлений» Института радиотехники и электроники Российской академии наук

Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор Шавров Владимир Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Вальков Валерий Владимирович

доктор физико-математических наук, профессор

Голенищев-Кутузов Вадим Алексеевич

доктор физико-математических наук, профессор

Кирпиченков Валерий Яковлевич

Ведущая организация: Томский архитектурно-строительный университет

Защита состоится 15 апреля 2011 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета 212.208.05 по специальности 01.04.07 – физика конденсированного состояния Южного федерального университета в здании НИИ физики ЮФУ по адресу: г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки 194, ауд. 411

С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке ЮФУ по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148

Автореферат разослан «____» _____________ 2011 года

Отзыв на автореферат, заверенный подписью рецензента и печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю совета Д 212.208.05 при ЮФУ по адресу: 344090, Ростов-на-Дону, пр. Стачки 194, НИИ физики ЮФУ

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.208.05 при ЮФУ,

канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр.

Гегузина Г.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Технический прогресс во все времена требовал создания новых материалов с экстремальными характеристиками. Ограниченность материальных и временных ресурсов при поиске материалов с требуемыми свойствами стимулирует исследование физических механизмов, определяющих свойства, и создание теорий, позволяющих сужать направления поисковых исследований. Поэтому теория свойств веществ давно стала одним из приоритетных направлений физики конденсированных сред.

Проблема создания адекватных моделей и на их базе - теорий, которые на основании набора данных, полученных при одних условиях, позволяют предсказывать свойства вещества при других условиях, выдвигает на первый план исследований проблемы обоснования физических моделей, выявления гипотез, заложенных в математическом аппарате теорий, и приближений, принимаемых при расчётах свойств. Заметим, что при анализе адекватности и обоснованности моделей физических явлений теоретический анализ может оказаться не менее эффективным, чем прямые экспериментальные проверки конкретных результатов расчетов и/или выводов теории. Этот факт связан с ограниченностью обсуждаемого набора выводов и с точностью, как методов расчета, так и эксперимента.

Необходимость в обосновании теории свойств веществ особенно обострилась в связи с повсеместным распространением их математического моделирования с применением программного обеспечения, которое не всегда учитывает специфику задач исследования. Это приводит к разногласиям и не позволяет быть уверенным в правильности и однозначности результатов, полученных численным моделированием.

Особый интерес теории конденсированного состояния вызывают фазовые переходы (ФП). Суть в том, что вблизи условий ФП восприимчивости вещества к внешним воздействиям достигают своих максимальных значений, обычно желательных при создании на основе этих веществ материалов, пригодных для практического использования. Именно поэтому теория ФП, несмотря на более чем столетнюю историю своего существования, остаётся одним из самых активно развивающихся разделов теоретической физики.

Всё это показывает актуальность анализа основ и построения теории фазовых переходов, которому посвящена данная диссертация.

Цели и задачи работы

Общей целью реферируемой работы является выявление возможностей, предоставляемых направлением теории свойств конденсированных сред, основанным на использовании понятия неравновесного термодинамического потенциала, в контексте современной ситуации в физике твердого тела. Для достижения этой цели были предприняты:

некоторая ревизия основ подхода к построению теории фазовых переходов в кристаллических телах, базирующегося на использовании полиномиальных моделей неравновесных потенциалов;

исследование взаимосвязей и взаимного дополнения "макроскопического" подхода, использующего неравновесный потенциал и "микроскопического", основанного на моделировании взаимодействий отдельных составляющих кристалл частиц;

изучение возможностей и условий допустимости использования полиномиальных неравновесных потенциалов не выше чем четвертой степени по компонентам ПП (в том числе – методов замены потенциалов более высоких степеней на потенциалы четвертой степени с помощью расширения набора учитываемых ПП) и сопутствующих этому последствий для теории;

исследование требований к виду модельного неравновесного потенциала, вытекающих из различных предположений о механизмах и условиях фазовых переходов, и следующие из этих требований ограничения на результаты теории.

Научная новизна результатов работы

В диссертационной работе впервые

показано, что требование идентичности описания ФП в рамках микроскопических моделей, опирающихся на представление о взаимодействиях между атомами, и макроскопической феноменологической теории фазовых переходов (ФнмТ), построенной на основе неравновесного потенциала (НрП), приводит к следующим ограничениям на необходимые характеристики моделей: ограничению на минимальный радиус взаимодействий, ответственных за стабильность конкретных фаз в микроскопической теории; ограничению на минимальный набор параметров порядка (ПП), которые необходимо учесть в макроскопической теории;


загрузка...