Поверхностная энергия и фазовые переходы на поверхностях в двухкомпонентных системах на основе металлов подгруппы меди тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Жевненко, Сергей Николаевич

• Жевненко, Сергей Николаевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Жевненко, Сергей Николаевич

Введение

ГЛАВА 1. Поверхностная энергия твердых металлических систем

1.1. Поверхностная энергия двухкомпонентных твердых растворов. Теоретические представления и экспериментальные факты

1.2. Поверхностные фазовые переходы. Фазы, стабильные на поверхностях (комплексоны)

1.3. Формулирование проблемы и обоснование выбора способа решения

1.4. Выбор систем для исследования

1.4.1. Системы перитектического типа

1.4.2. Системы эвтектического типа

1.4.3. Системы с полной растворимостью в твердом состоянии

1.4.4. Системы со сложными диаграммами

1.5. Выводы

ГЛАВА 2. Разработка экспериментальных методов изучения поверхностной энергии и состава поверхностей

2.1. Прямой метод измерения поверхностной энергии металлических материалов in situ

2.2. Метод формирования зернограничного хрупкого излома пластичных сплавов на основе меди

2.3. Выводы

ГЛАВА 3. Результаты экспериментальных исследований энергии поверхностей, их состава и структуры

3.1. Результаты измерения поверхностной энергии

3.1.1. Температурные зависимости поверхностной энергии чистой Cu, Ag и Au

3.1.2. Поверхностная энергия твердых растворов Co в Cu

3.1.3. Поверхностная энергия твердых растворов Fe в Cu

3.1.4. Поверхностная энергия твердых растворов Ag в Cu и Cu в Ag

3.1.5. Поверхностная энергия твердых растворов Pb в Cu

3.1.6. Поверхностная энергия твердых растворов Ni в Cu

3.2. Исследования структуры и состава поверхностей

3.2.1. Исследования поверхностей в твердых растворах Co в Cu

3.2.1.1. Прямые аналитические исследования свободной поверхности и границ зерен

3.2.1.2. Атомно-силовая и магнитно-силовая микроскопия свободной поверхности

3.2.1.3. Дифракция рентгеновских лучей при скользящем падении на свободной поверхности твердого раствора Си c 2.7 ат. % Со

3.2.2. Исследования поверхностей в твердых растворах Fe в Си

3.2.2.1. Прямые аналитические исследования свободной поверхности и границ зерен

3.2.2.2. Атомно-силовая и магнитно-силовая микроскопия свободной поверхности

3.2.3. Аналитические исследования поверхностей в твердых растворах Ag в Си и Си в Ag

ГЛАВА 4. Результаты исследований диффузионной ползучести двухкомпонентных металлических систем

4.1. Диффузионная ползучесть чистых металлов

4.2. Результаты измерения диффузионной ползучести

4.2.1 Диффузионная ползучесть Си и Ag

4.2.2. Диффузионная ползучесть твердых растворов Со в Си

4.2.3. Диффузионная ползучесть твердых растворов Fe в Си

4.2.4. Диффузионная ползучесть твердых растворов Ag в Си и Си в Ag

4.2.5. Диффузионная ползучесть твердых растворов Pb в Си

4.2.6. Диффузионная ползучесть твердых растворов № в Си

4.3. Выводы

ГЛАВА 5. Энергия поверхностей и поверхностные фазовые переходы в двухкомпонентных металлических системах

5.1. Поверхностная активность примесей замещения в металлических системах

5.2. Термодинамическая модель влияния различных компонентов на поверхностную энергию

твердых растворов (на примере систем на основе Си)

5.2.1. Приближение совершенного раствора в объеме и регулярного на поверхности (на примере Аи-Си)

5.3. Поверхностные фазовые переходы в системах перитектического типа

5.4. Поверхностные фазовые переходы в эвтектических системах Cu-Ag, Си-РЬ. Образование устойчивых жидких пленок

5.5. Частицы или слои на поверхности: твердые растворы Си в Ag и Ag в Си

ГЛАВА 6. Диффузионная ползучесть, контролируемая процессами на поверхностях: связь механических свойств со свойствами поверхностей

6.1. Модели диффузионной ползучести. Диффузионая ползучесть твердых растворов Со в Си

6.2. Диффузионная ползучесть твердых растворов с поверхностно-инактивными металлическими компонентами. № в Си

6.3. Диффузионная ползучесть твердых растворов с поверхностно-активными металлическими компонентами. 1п в Си, Бп в Си, БЬ в Си, Bi в Си, РЬ в Си

6.4. Влияние неметаллических примесей на диффузионную ползучесть Си

6.5. Диффузионная ползучесть и поверхностные фазовые переходы. Бе в Си, Со в Си, А§ в Си, Си в А& РЬ в Си

6.6. Связь скорости ползучести, поверхностной активности второго компонента и поверхностных фазовых переходов

6.7. Изотермы поверхностной энергии и поверхностная диффузия

6.7.1. Исследование поверхностной и зернограничной диффузии Бе, Со, № в Си

6.8. Естественная погрешность определения поверхностной энергии методом нулевой ползучести

Заключение

Выводы

Список цитируемой литературы

Основные публикации автора по теме диссертации

.208

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Поверхностная энергия и фазовые переходы на поверхностях в двухкомпонентных системах на основе металлов подгруппы меди»

Введение

Весь объем кристалла был некогда его поверхностью.

академик А.В. Шубников

Атомы или молекулы на поверхности имеют иное число химических связей, чем в объеме. Поэтому поверхности обладают отличными от объема термодинамическими свойствами - энергией и химическим составом. Последние являются одними из главных термодинамических свойств поверхности. Поведение поверхностной энергии с температурой и концентрацией может прямо указать на фазовые превращения на поверхностях. В твердых поликристаллических фазах поверхностные переходы часто приводят к качественному изменению множества свойств: термодинамических, кинетических, механических, каталитических, и т.д. Особенно это важно для твердых фаз с развитой поверхностью. Однако исследование равновесных термодинамических свойств в твердых телах затруднено в связи с малой подвижностью атомов в твердых фазах. Исследования при повышенных температурах требуют специальных методов, аппаратуры. Хотя для анализа химического состава поверхностей твердых тел был разработан целый ряд прямых и эффективных методов (Оже-электронная спектроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, дифракция быстрых и медленных электронов и т.д.), они чаще всего не позволяют проводить исследования при высоких температурах.

Определение поверхностной энергии до сих пор является трудоемкой задачей. Прямые экспериментальные данные, получены за более чем 70 лет, ограничены разбавленными твердыми растворами (не более десятка систем) и узкими температурными интервалами (до 50 оС). Косвенные методы определения поверхностной энергии, основным из которых является метод многофазного равновесия (многочисленные вариации метода жидкой капли), применимы только в двухфазной области «жидкость-твердый раствор», т.е. при предельной концентрации твердого раствора. Таким образом, немногочисленные данные по поверхностной энергии твердых металлических растворов ограничены либо очень малыми концентрациями, либо концентрацией, соответствующей пределу растворимости. При этом, изучение поверхностных фазовых превращений требует прямых методов измерения термодинамических свойств поверхности при высоких температурах.

В рамках диссертации одной из главных задач было получение прямых данных по поверхностной энергии в широких интервалах концентраций и температур. Прямых методов измерения поверхностной энергии твердых тел не больше десятка, из них приемлемых (относительно небольшая погрешность и широкие интервалы температуры измерения) всего

два - калориметрический метод и метод нулевой ползучести. Для металлических материалов с высокой пластичностью метод нулевой ползучести является единственным. Разработанный в рамках диссертационной работы прямой метод измерения поверхностной энергии металлических материалов in situ, позволяет проводить эксперименты при высоких температурах.

Выбор систем исследования проводился исходя из предположений о возможном наличии поверхностных фазовых переходов. Эти предположения основывались на анализе диаграмм фазового равновесия, анализе косвенных данных кинетических свойств поверхностей и т.д. Впервые о поверхностных фазовых переходах твердых растворов начали рассуждать в связи с обнаруженными скачкообразными изменениями на изотермах адсорбции (сегрегации). Обнаруженные особенности (скачки, экстремумы) на изотермах адсорбции иногда осторожно называют концентрационными фазовыми переходами, поскольку строгое определение фазовых переходов дается на основании особенностей на соответствующих зависимостях энергии. В отличие от твердых тел, изучению поверхностной энергии жидких растворов посвящено множество работ, и теоретические методы хорошо развиты. Теории и модели поверхностных явлений в твердых телах полностью или частично взяты из соответствующих теорий поверхности жидкости. Причиной этому, опять же, является отсутствие экспериментальных данных по поверхностной энергии твердых растворов. До сих пор не ясно, как поверхностные фазовые переходы выглядят на температурных и концентрационных зависимостях поверхностной энергии.

Актуальность темы. Для построения термодинамических моделей поликристаллических материалов является необходимым получение систематических прямых данных по значениям поверхностной энергии одно- и двух компонентных систем, ее температурным и концентрационным зависимостям в широких интервалах. Актуальным является определение особенностей на изобарах и изотермах поверхностной энергии, связанных с фазовыми переходами на поверхностях. Такие широкие области материаловедения, как высокотемпературная капиллярность, эффект Ребиндера, зернограничная хрупкость, поверхностная диффузия, стабильность зеренной структуры (в особенности наноструктуры) и ее эволюция, формирование эвтектических структур и малых частиц второй фазы, предсмачивание и пр. требуют знания поверхностной энергии твердых фаз, ее изменения с температурой и составом. При этом, на данный момент все перечисленные процессы и эффекты рассматриваются как отдельные и не связанные между собой. Вместе с тем, измерение изотерм при различных температурах, определение условий и типов поверхностных фазовых переходов позволит описать указанные эффекты в рамках общей концепции.

Методы. В качестве основного экспериментального метода был выбран метод нулевой ползучести, который был развит автором с целью получения данных непосредственно в процессе эксперимента (in situ). Идея метода нулевой ползучести заключается в том, что тонкая проволока или фольга, нагретая на достаточно высокую температуру, начнет сокращаться. Это сокращение обусловлено стремлением системы уменьшить общую энергию путем уменьшения энергии поверхностей, т.е. за счет уменьшения площади поверхности. Если приложить к сокращающейся проволоке или фольге растягивающую силу, то можно остановить процесс деформации. Эта сила (или нагрузка) уравновешивает поверхностные силы всех поверхностей раздела в твердом теле. Известная площадь поверхностей позволяет найти поверхностную энергию на единицу площади, если измерена нагрузка нулевой ползучести. Термин «нулевая ползучесть» указывает на то, что в равновесии деформация образца равна нулю.

Несмотря на то, что идея метода проста, экспериментальные измерения весьма трудоемки, поскольку скорость деформации твердого тела в режиме диффузионной ползучести очень мала. Диффузионная ползучесть демонстрирует линейную связь между скоростью деформации и силой (напряжением), которая ее вызывает. Ранее, в классических экспериментах измерялась скорость деформации образца под различными постоянными нагрузками, и величину нагрузки нулевой ползучести находили методом линейной интерполяции. Прямо нагрузку нулевой ползучести при такой схеме измерить невозможно. Разработанный в рамках диссертации метод позволяет определять непосредственно значение нагрузки нулевой ползучести.

Помимо прямых данных по энергиям поверхностей, метод позволяет определять скорость диффузионной ползучести, ее зависимость от концентрации второго компонента и температуры. Как оказалось, эти данные, помимо практической значимости, позволяют косвенно обнаружить поверхностные фазовые переходы на поверхностях. Теоретические основы обнаруженного экспериментального факта лежат в моделях диффузионной ползучести, контролируемой процессами на поверхностях. Если в процессе ползучести скорость зарождения и стока вакансий на поверхностях (внешних и границ зерен) затруднена и является лимитирующей стадией процесса, то изменение фазового состояния поверхности будет приводить к изменению скорости диффузионной ползучести. Такая ситуация возникает в случае сильных энергий взаимодействий атомов второго компонента с поверхностями, больших концентраций или формирования двухфазных состояний поверхности.

Косвенными методами изучения поверхности являются кинетические методы: метод поверхностной диффузии, метод распространения жидкой фазы по поверхностям (в том числе, по внутренним). Действительно, скачкообразное изменение структуры или состава поверхности

должно приводить к резким изменениям скорости диффузии. Процессы, в которых одной из стадий является диффузия, также должны быть чувствительны к фазовому состоянию поверхности. В ряде случаев были выполнены диффузионные эксперименты для дополнительной проверки гипотез о фазовых переходах.

Были проведены аналитические исследования поверхностей современными методами: сканирующей электронной микроскопии; микрорентгеноспектрального анализа; Оже-электронной спектроскопии; рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии; атомно-силовой микроскопии; магнитно-силовой микроскопии; атомно-абсорбционного анализа с индуктивно связанной плазмой; дифракцией рентгеновских лучей при скользящем падении.

Материалы. Основным металлом в качестве растворителя, являлась медь. Выбор ее обоснован тем, что оксиды меди легко восстановимы, температура плавления не слишком велика, большая часть работ по прямым измерениям, известным в литературе, сделаны в системах на основе меди. Кроме меди, в качестве металла-основы использовали серебро. Оно образует с медью эвтектическую диаграмму с широкими областями ограниченной растворимости в твердом состоянии и это дает уникальную возможность исследовать оба твердых раствора в двухкомпонентной системе. Система золото-медь является системой с неограниченной растворимостью в твердом состоянии и поверхностные энергии в ней изучены во всем концентрационном интервале. Эти данные позволяют проводить проверку термодинамических моделей, описывающих поверхностную энергию и адсорбцию в твердых растворах.

Были изучены и проанализированы твердые растворы Си[Со], Си[Бе], Си[А§], Си[РЬ], Си[№], Си[БЬ], Си[Бп], Си[1п], А§[Си], Аи[Си] различного содержания, а также чистые металлы Си, А§, Аи.

Цель работы. Выявление термодинамических условий фазовых превращений на внешних и внутренних поверхностях раздела с помощью измерений поверхностной энергии и скорости диффузионной ползучести в металлических сплавах с гцк-решёткой на основе металлов подгруппы меди в зависимости от типа фазовых диаграмм.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- разработать прямые методы измерения поверхностной энергии и коэффициента вязкости металлических систем, а также метод формирования зернограничных хрупких изломов для прямых спектроскопических исследований границ зерен;

- измерить изотермы поверхностной энергии при различных температурах в перитектических системах Си[Со], Си[Ре], эвтектической системе Cu[Ag], Ag[Cu], системе с расслоением в жидком состоянии Си[РЬ] и в системе с неограниченной растворимостью в твердом состоянии Си[№];

- определить скорости диффузионной ползучести, коэффициенты вязкости, их температурные и концентрационные зависимости, энергии активации ползучести в системах Си[Со], Си[Бе], Си^], Ag[Cu], Си[РЬ], Cu[Ni];

- провести структурные химические и фазовые исследования внешних поверхностей и границ зерен исследуемых систем;

- разработать термодинамическтие представления о поведении вторых компонентов на поверхностях твердых растворов при малых концентрациях на основе собственных и литературных данных по энергии и составу поверхностей. Апробировать разработанные представления на системах Аи-Си, Си[Со];

- провести диффузионные эксперименты методом поверхностного накопления и методом формирования (сглаживания) поверхностного гофра для установления особенностей поверхностной (зернограничной) диффузии.

Научная новизна:

1) разработана модель влияния компонентов твердых растворов замещения с различным отклонением от идеальности и различной энтальпией смешения на поверхностную энергию границ раздела. Модель основана на теории Жуховицкого А.А. и позволяет определить характер влияния компонентов твердых растворов на поверхностную энергию;

2) обнаружена корреляция между размером атомов растворенного вещества и его поверхностной активностью. Логарифм поверхностной активности примеси линейно связан с разницей в молярных площадях растворенного компонента и растворителя ДАт;

3) установлена связь между механическими свойствами (ползучестью, контролируемой процессами на поверхностях) и концентрацией второго компонента, а также поверхностными фазовыми переходами;

4) обнаружены два типа фазовых превращений, происходящих на поверхностях раздела в твердых растворах:

-первым типом является образование моно- би- и т.д. слоев на поверхностях. Такое поведение характерно для положительно адсорбирующихся примесей, которые понижают поверхностную энергию. При концентрациях, близких к пределу растворимости, возникает стабильный (равновесный) жидкий слой нанометровых размеров. Такого рода переходы от твердых растворов к моно- или жидким слоям на поверхностях сопровождаются резкими изменениями в поверхностной энергии. Одновременное измерение коэффициентов вязкости позволяет надежно определить условия и тип фазового перехода. При образовании жидких слоев скорость ползучести резко увеличивается. Такие переходы обнаружены в твердых растворах серебра в меди и свинца в меди. В общем случае, подобный поверхностный фазовый переход приводит к значительному ускорению кинетических процессов с участием поверхностного массопереноса.

- второй тип поверхностных фазовых переходов заключается в формировании ансамбля стабильных частиц на поверхностях (внешних и границах зерен). Такой фазовый переход характерен для систем с растущей изотермой поверхностной энергии: железо в меди, кобальт в меди. Формирование частиц второй твердой фазы также приводит к изменениям кинетических свойств поверхностей. Происходит замедление зернограничной диффузии, сильное снижение скорости диффузионной ползучести.

Теоретическая значимость работы заключается в: 0 разработанных модельных представлениях о влиянии компонентов с различным отклонением от идеальности и различной энтальпией смешения на поверхностную энергию границ раздела; (п) обнаруженной взаимосвязи между размером атомов растворенного вещества и его поверхностной активностью; (ш) обнаруженной взаимосвязи между механическими свойствами (ползучестью, контролируемой процессами на поверхностях) и концентрацией второго компонента, а также поверхностными фазовыми переходами.

Практическая значимость работы заключается в 0 полученных данных, позволивших выполнить термодинамическое моделирование двухкомпонентных поликристаллических твердых систем на основе меди, серебра и золота; (п) обнаруженных высоких скоростях ползучести твердых растворов серебра, свинца в меди со стабильной жидкой поверхностной

пленкой. Это позволило определить условия (температура, состав) скачкообразного изменения скорости деформирования медных сплавов в области твердых растворов; (iii) развитии новых методов измерения поверхностной энергии твердых металлических фаз (in situ), формирования зернограничных хрупких изломов в пластичных сплавах на основе меди. Это позволило исследовать структуру и состав границ зерен систем на основе меди, не склонных к зернограничной хрупкости.

Положения, выносимые на защиту:

1. Значения поверхностных энергий двухкомпонентных твердых растворов с гцк-решёткой (Cu[Co], Cu[Fe], Cu[Ni], Cu[Ag], Cu[Pb], Ag[Cu], Au-Cu) с различным содержанием компонентов (изотермы поверхностной энергии). Измерения проведены развитым в работе прямым методом в интервале высоких температур.

2. Значения скоростей диффузионной ползучести в твердых растворах с гцк-решёткой (Cu[Co], Cu[Fe], Cu[Ni], Cu[Ag], Cu[Pb], Ag[Cu]), значения коэффициентов вязкости в указанных системах, их зависимость от концентрации второго компонента.

3. Закономерности фазовых превращений на внешних и внутренних поверхностях раздела в металлических сплавах с гцк-решёткой на основе металлов подгруппы меди в зависимости от типа фазовых диаграмм, установленные на основе прямых измерений поверхностной энергии, коэффициента вязкости и скорости диффузионной ползучести.

4. Установленная корреляция между поверхностной активностью примеси в бесконечно-разбавленном растворе и разницей молярных площадей растворителя и растворенного вещества, образующих твердые растворы замещения.

5. Обнаруженные фазовые переходы на внешних поверхностях и границах зерен в твердых растворах Cu[Fe], Cu[Co], в результате которых возможно образование ансамблей термодинамически стабильных частиц.

6. Обнаруженные фазовые переходы на поверхностях в твердых растворах Cu[Ag] и Cu[Pb], в результате которых образуются устойчивые поверхностные тонкие жидкие слои (т.н. комплексоны).

7. Выявленная связь между видом изотермы поверхностной энергии, типом возможного поверхностного фазового перехода и видом равновесной объемной фазовой диаграммы для двухкомпонентных систем.

8. Подтвержденная связь между видом изотермы поверхностной энергии и скоростью зернограничной диффузии, а именно, рост поверхностной энергии при добавлении второго компонента приводит к замедлению или отсутствию опережающей зернограничной диффузии этого компонента.

Личный вклад автора. Автор непосредственно разрабатывал программы и методы исследований, все результаты получены автором лично, либо при его непосредственном участии. Определение целей, анализ и интерпретация результатов, формулировка защищаемых положений и выводов также принадлежит автору.

Степень достоверности результатов подтверждается согласованностью экспериментальных данных с ранее полученными для чистых металлов, между собой, их корреляцией с фазовыми диаграммами. Предполагаемые эффекты, связанные с обнаруженными особенностями в поведении поверхностной энергии, ползучести, нашли свое подтверждение в диффузионных экспериментах. Применение современных, прямых методов анализа морфологии и химического состава поверхностей также обосновывает высокую достоверность результатов. Публикации. По теме диссертации опубликовано 34 работы в рецензируемых российских и зарубежных изданиях, рекомендованных ВАК и входящих в наукометрические базы данных Scopus и WoS, получен 1 патент на полезную модель.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на российских и международных конференциях и семинарах: EUROMAT-2005 (European Congress on Advanced Materials and Processes), Чехия, Прага, 5-8 сентября 2005; DSL (Diffusion in Solid and Liquid)-2006, Португалия, Авейру, 26-28 июля 2006; DS (Diffusion and Stresses)-2006, Венгрия, Лиллафюред, 19-22 Сентября 2006; DSL (Diffusion in Solid and Liquid)-2007, Португалия, Алгарве, 04-06 июля 2007; DSL (Diffusion in Solid and Liquid)-2009, Италия, Рим, 23-27 июнь 2009; Актуальные проблемы прочности, Тольятти, Россия, 14-18 сентября 2009; IIB (Intergranular and Interface boundaries)-2010, Япония, Мий 27 июня - 2 июля 2010; DSL (Diffusion in Solid and Liquid)-2011, Португалия, Алгарве, 25-30 июня 2011; ISMANAM (18th International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials)-2011, Испания, Хихон, июнь 26 - июль 1, 2011; DIMAT (Diffusion in materials)-2011, Франция, Дижон 3-8 июля, 2011; ISMANAM (19th International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials)-2012, Россия, Москва, 18 - 22 июня, 2012; IIB -2013 (14 International Conference on Intergranular and Interphase Boundaries in Materials), Греция, Салоники, 23-28 июня, 2013;

XV International Conference on Surface Forces, Россия, Москва, 12-16 мая, 2014;I Всероссийская молодежная школа-конференция "Физическая химия поверхности: от теории к практике", Россия, Плес, 1-3 июля 2014; HTC-2015 (8th International Conference on High Temperature Capillarity), Германия, Бад-Геренальб, 17-21 мая 2015; iib-2016 (15 International Conference on Intergranular and Interphase Boundaries in Materials) Россия, Москва, 23-27 мая 2016; Nanosmat-2016 (11th Conference on Surfaces, Coatings and Nanostructured Materials), Португалия, Авейро, 69 сентября 2016; DSL (Diffusion in Solid and Liquid)-2017, Австрия, Вена, 26-30 июля 2017; Diffusion Fundamentals-2017, Россия, Москва, 3 - 7 июля 2017; CCE-2018 (International Conference on Catalysis and Chemical Engineering), Франция Париж, 19-21 февраля 2018; Всероссийский семинар "Физикохимия поверхностей и наноразмерных систем", Москва, ИФХЭ РАН,4-6 февраля 2013; Научные семинары в лаборатории физики трения, Москва, ИПМ РАН, октябрь 2012, ноябрь 2017; Научный семинар «Физическое материаловедение», Черноголовка, ИФТТ РАН, апрель 2017.

ГЛАВА 1. Поверхностная энергия твердых металлических систем

1.1. Поверхностная энергия двухкомпонентных твердых растворов. Теоретические представления и экспериментальные факты

Основная термодинамическая характеристика поверхности - поверхностное натяжение у. Элементарная работа ¿Ж обратимого увеличения площади поверхности А на 3 А [1] определяет ее величину:

т = -удл

(1)

Если этот процесс происходит при постоянных температуре Т, объеме системы V и неизменных химических потенциалов всех компонентов / (/=1,2.. .к, где к - число компонентов), то:

-д!¥ = ао

т У

(2)

где о = р-X А NI - так называемый большой потенциал Гиббса (здесь N - число атомов /-

1=\

го компонента; Г - энергия Гельмгольца)

Из формул (1) и (2) следует, что в системе с поверхностью:

ао = - рйУ - Бйт - X + у^л

1=1

(3)

р - давление, £ - энтропия системы, откуда при Т, /^i=const::

О = - рУ + уЛ

(4)

В соответствии с теоремой о малых изменениях термодинамических потенциалов:

У

'ди^

V дЛ У У ,5, N

'днл

VдЛ У р,8,N

VдЛ У У т, N

VдЛ У рт, N.

V дЛ У У т

(5)

т

Здесь N - число частиц в системе, и - внутренняя энергия системы, Н - энтальпия, Г - энергия Гельмгольца, О - энергия Гиббса.

Существует два подхода к описанию термодинамических свойств поверхностей. В одном из них [2] поверхность представляется как переходный слой между двумя однородными областями а и в, толщина которого намного меньше других размеров системы. Если М -

некоторый экстенсивный параметр системы, то его поверхностная часть (поверхностный избыток) М, определится как разность между полным значениемМи его объемной частью:

М5 = М-(Ма + МР) (6)

где Ма , Мр - составляющие М, относящиеся, соответственно, к объемам а и в.

Пусть т и - объемные плотности М в областях а и в соответственно. Тогда:

М5 = М - (таУа + тРУР) (7)

Объем поверхности V предполагается равным нулю (поверхность нулевой толщины), а общий объем системы:

у = уа + ур (8)

Таким образом, реальный переходный слой заменяется геометрической поверхностью (разделяющая поверхность Гиббса). В таком формализме возникает проблема выбора положения разделяющей поверхности, от которого зависят величины тех или иных поверхностных свойств (адсорбции, поверхностной энергии). На рисунке 1 продемонстрировано изменение некоторого свойства т, в зависимости от расстояния до реальной поверхности (в 2=0). Вдали от поверхности свойство т совпадает с объемными свойствами фаз а и в, а в переходном слое отличается. Штриховой линией обозначена разделяющая поверхность Гиббса. Если бы свойства фаз сохранялись на уровне объемных значений, то т(2) менялась бы по сплошным параллельным линиям, и общее значение М определялось как:

М = таУа + тРУР (9)

Поскольку свойства системы в переходном слое отличаются от объемных, в формуле (9) появляется дополнительный член М5 = т5А - поверхностный избыток данного свойства. т -поверхностное сгущение (избыток на единицу площади поверхности) этого свойства. А-площадь поверхности раздела:

М = таУа + тРУР + тБА (10)

Таким образом, можно вводить избытки и сгущения различных термодинамических параметров. Сгущение количества вещества в равновесной системе называется адсорбцией Г [1]. Для г-го компонента, в соответствии с (10) получим:

^ =паУа + прУР + Т(А (11)

где N - число атомов г - того компонента; щ - атомные плотности.

Геометрически т равна площади заштрихованной фигуры на рис. 1. Изменение положения разделяющей поверхности приведет к изменению величин поверхностных избытков. Поэтому необходимо задавать ее положение определенным образом.

Как уже было указано выше, поверхностное натяжение в общем случае равно поверхностному сгущению большого потенциала Гиббса О. Величина избытка этого потенциала не зависит от положения разделяющей поверхности [1], и можно записать:

О5=уЛ

(12)

Рис. 1. Иллюстрация применения метода Гиббса к межфазным поверхностям раздела. Заштрихованная площадь соответствует значению поверхностного сгущения свойства т [3]

Избытки и сгущения других термодинамических функций можно выразить через у и Гг. Поверхностные избытки экстенсивных параметров обладают свойством линейности, и для свободной энергии Гельмгольца можно записать:

р8 = (П + = п8 + (13)

Сгущение свободной энергии Гельмгольца:

^ = /8=У + 1Г^ (14)

Сгущение энергии Гиббса:

с5

А А

= 1Г^ , (15)

Сгущение энтропии

Сгущение внутренней энергии

= Г + !ТЦк-Т% (17)

А А I ^ 1Г I дт

Из приведенных выше соотношений видно, что поверхностное натяжение может быть определено через различные функции состояния и параметры системы. Выбор определяется конкретной задачей и удобством.

Записывая уравнение (3) для поверхностных избытков:

ао5 = -рау5 - - X ^ац + уаЛ

к

' л . . J л

(18)

¿=1

дифференцируя (4) и сравнивая с (18), получим:

Лау = - X N5 а а + у5 ар

к

1 л 7-5 г . /

(19)

1=1

Соотнеся все избытки к единице поверхности, получим адсорбционное уравнение Гиббса:

ау = -/ат - X г,- ац + V ар

к

(20)

¿=1

Это уравнение связывает изменение поверхностного натяжения с изменением температуры, давления и химических потенциалов компонентов.

£

Так как в методе Гиббса толщина поверхностного слоя равна нулю ( V =0), то:

При постоянной температуре

к

dу = -XгidЦi

(21)

1=1

(22)

1=1

Если выбрать разделяющую поверхность таким образом, что величина адсорбции растворителя будет равна нулю, а химический потенциал второго компонента выразить через активность, то уравнение (22) примет наиболее используемую форму:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жевненко, Сергей Николаевич, 2018 год

Список цитируемой литературы

1. Бокштейн Б.С., Копецкий Ч.В., Швиндлерман Л.С. Термодинамика и кинетика границ зерен в металлах. М.: Металлургия, 1986, 224 с.

2. Гиббс Дж.В. Термодинамические работы. (пер. с англ.) М.-Л.: Гостехиздат, 1950, 492 с.

3. Бокштейн Б.С., Менделев М.И., Похвистнев Ю.В. Физическая химия: термодинамика и кинетика. М.: Издательский дом МИСиС, 2012, 258 с.

4. Семенченко В.К. Поверхностные явления в металлах и сплавах. M.: Гос. Изд-во технико-теорет. лит., 1957, 491 с.

5. МакЛин Д. Границы зерен в металлах. (пер. с англ.) М.: Металлургиздат. 1960, 322 с.

6. Глейтер Г., Чалмерс Б. Большеугловые границы зерен. (пер. с англ.) М.: Мир, 1975, 376 с.

7. Fowler R.H., Guggenheim E.A. Statistical Thermodynamics, Cambridge University Press, 1939, 429 p.

8. Seah M. P. Quantitative prediction of surface segregation // Journal of Catalysis. 1979. v. 57, p. 450457

9. Bieber A., Gautier F. Segregation and order in binary substitutional transition metal alloys—I. Homogeneous ordered structures in the ground state: General trends // Acta Metallurgica. 1986. v. 34, No. 12. p. 2291-2309

10. Kumar V. Segregation at alloy surfaces // Surface Science. 1979. v. 84. p. L231-L234

11. Ruban A. V., Skriver H. L., Norskov J. K. Surface segregation energies in transition-metal alloys // Physical Review B. 1999. v. 59. No 24. p. 15990-16000

12. Lejcek P. Grain Boundary Segregation in Metals, Springer Series in Materials Science, 2010, 239 p.

13. Dowben P.A., Miller A. Surface Segregation Phenomena, CRC Press, 1990, 145 p.

14. Plessis J. Surface Segregation in Solid State Phenomena, Sci. Tech. Publ. 1990, v. 11, 132 p.

15. Bardi U. The atomic structure of alloy surfaces and surface alloys // Reports on Progress in Physics. 1994. v. 57. p. 939-987

16. Woodruff D. Surface Alloys and Alloy Surfaces. Elsevier, 2002. 552 p.

17. M. Polak, R. Rabinovich. The interplay of surface segregation and atomic order in alloys // Surface science reports. 2000. v. 38. p. 127-194

18. Schmid M., Varga P. The Chemical Physics of Solid Surfaces. Elsevier, 2002. 118 p.

19. Vasiliev M.A. Surface effects of ordering in binary alloys // Journal of Physics D: Applied Physics. 1997. v. 30. p. 3037-3070

20. Vanselow R., Howe R. Chemistry and Physics of Solid Surfaces. Springer Series in Surface Sciences, 1982. 496 p.

21. Mamonova M. V., Prudnikov V. V., Prudnikova I. A. Surface Physics. Theoretical Models and Experimental Methods. CRC Press, 2013. 384 p.

22. Taglauer E. Surface Analysis. N.- Y.: Wiley, 1997. 215 p.

23. Langmur I. The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica, and platinum // Journal of the American Chemical Society. 1918. v. 40. No 9. p. 1361-1403

24. Seah M.P., Hondros E.D. Use of a "BET" analogue equation to describe grain boundary segregation // Scripta Metallurgica. 1973. v. 7. No 7. p. 735-737

25. Brunauer S., Deming L.S., Deming W.E., Teller E. On a Theory of the van der Waals Adsorption of Gases // Journal of the American Chemical Society. 1940. v. 62. No 7. p. 1723-1732

26. Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия. М.: Металлургия, 1987. 688 с.

27. Szyszkowski B. Experimentelle Studien über kapillare Eigenschaften der wasserigen Losungen von Fettsauren // Zeitschrift für physikalische Chemie. 1908. v. 64. p. 385-414

28. Butler J.A.V. Thermodynamics of the surfaces of solution // Proceedings of the Royal Society A. 1932. v. 135. p. 348-375

29. Schuchowitzky A. The Surface Tension of Solutions // Acta Physicochimica U.R.S.S. 1944. v. 19, № 2-3. p. 176-207

30. Schuchowitzky A. Surface Tension of Regular Solutions // Acta Physicochimica U.R.S.S. 1944. v. 19. № 6. p. 508-526

31. Пригожин И., Дефей Р. Химическая термодинамика. Новосибирск: Наука, 1966. 504 с.

32. Утевский Л.М., Гликман Е.Э., Карк Г.С. Обратимая отпускная хрупкость стали и сплавов железа. М.: Металлургия, 1987. 222 с.

33. Флад Э. Межфазовая граница газ - твердое тело. М.: Мир, 1970. 434 с.

34. Миссол В. Поверхностная энергия раздела фаз в металлах. М.: Металлургия, 1978. 176 с.

35. Зеленский В. А., Алымов М. И., Анкудинов А. Б., Трегубова И. В. Низкотемпературное водородное восстановление медных порошков // Перспективные Материалы. 2009. №6. с. 83-87

36. Олейникова Н.В., Чекушин В.С. Термодинамика восстановления меди из кислородных и сульфидных соединений // Вестник СибГАУ. 2006. № 4. с. 188-193

37. Hondros E. D. Interfaces. London: Butterworths, 1969. 77 p.

38. Tyson W.R., Miller W.A. Surface free energies of solid metals: Estimation from liquid surface tension measurements // Surface Science. 1977. v. 62. p. 267-276

39. Funk E.R., Udin H., Wulf J. Surface Tension of Solid Silver // Journal of Metals. 1951, v. 191. p. 1206-1208

40. Buttner F.H., Funk E.R., Udin H. Adsorption of Oxygen on Silver // The Journal of Physical Chemistry. 1952. v. 56. p. 657-660

41. Buttner F.H., Funk E.R., Udin H. Viscous creep of gold wires near the melting point // Journal Metals. 1952. v. 4, p. 401-407

42. Hondros E.D., Gladman D. Surface energy and impurity adsorption on gold heated in air // Surface Science. 1968. v. 9. p. 471-475

43. Hayward E.R., Greenough A.P. The surface energy of solid nickel // Journal of the Institute of Metals. 1959. v. 88. p. 217-220

44. Clark E.A., Yeske R., Birnbaum H.K. The effect of hydrogen on the surface energy of nickel // Metallurgical and Materials Transactions A. 1980. v. 11A. p. 1903-1908

45. Roth T.A. The surface and grain boundary energies of iron, cobalt and nickel // Materials Science and Engineering. 1975. v. 18. p. 183 - 192

46. Murr L.E., Horylev R.J., Wong G.I. Measurement of absolute interfacial free energies in a NiCr alloy // Surface Science. 1971. v. 26. p. 184-196

47. Price A.T., Holl H. A., Greenough A.P. The surface energy and self diffusion coefficient of solid iron above 1350°C // Acta Metallurgica. 1964. v. 12. p. 49-58

48. Hondros E.D. The effect of adsorbed oxygen on the surface energy of BCC iron // Acta Metallurgica. 1968. v. 16. p. 1377-1380

49. Jones H., Leak J.M. The effect of surface adsorption on zero creep measurements in iron-silicon alloys // Acta Metallurgica. 1966. v. 14. p. 21-27

50. Murr L.E., Wong G.I., Horylev R.J. Measurement of interfacial free energies and associated temperature coefficients in 304 stainless steel // Acta Metallurgica. 1973. v. 21. p. 595-604

51. Hondros E.D. Interfacial segregation of nitrogen in iron // Metal Science Journal. 1967. v. 1. p. 3639

52. Seah M.P., Hondros E.D. Grain boundary segregation // Proceedings of The Royal Society A. 1973. v. A 335. p. 191-212

53. Hondros E.D. The influence of phosphorus in dilute solid solution on the absolute surface and grain boundary energies of iron // Proceedings of The Royal Society A. 1965. v. A 286. p. 479-498

54. Heumann T.H., Johannisson J. Determination of the surface tension, grain boundary energy, the viscosity and the diffusion coefficient of solid lead from creep characteristics in the vicinity of the melting point // Acta Metallurgical. 1972. v. 20. p. 617-625

55. Henrich V. E., Cox P. A. The Surface Science of Metal Oxides. Cambridge University Press: Cambridge, 1994. 464 p.

56. Nabarro F. R.N. Deformation of crystals by the motion of single ions // Report of a Conference on the Strength of Solids, The Physical Society, London.1948. p. 75.

57. Gifkins R.C. Diffusional Creep Mechanisms // Journal of The American Ceramic Society. 1968. v. 51. p. 69-72

58. Пинес Б. Я., Сиренко А. Ф. Неравновесные состояния и диффузионная ползучесть у металлокерамических тел // Физика Металлов и Металловедение. 1959. т. 7. с. 766-776

59. Inman M.C., McLean D., Tipler H.R. Interfacial Free Energy of Copper-Antimony Alloys // Proceedings of the Royal Society A. 1963. v. A 273. p. 538-557

60. Pranatis A.M., Pound G.M. Viscous flow of copper at high temperatures // The Journal of The Minerals. 1955. v. A 203. p. 664-668

61. Hondros E.D., McLean D. Cohesion margin of copper // Philosophical Magazine. 1974. v. 29. p. 771-796

62. Udin H., Shaler A. J., Wulff J. Surface tension of solid copper // Transactions of the Metallurgical Society of AIME. 1949. v. 185. p. 186-190

63. Бокштейн Б.С., Ваганов Д.В., Жевненко С.Н. Изотермы поверхностного натяжения свободной поверхности и границ зерен в системе Cu-Sn // Физика металлов и металловедение. 2007. т. 104. № 6. с. 586-593

64. Felsen M.F., Regnier P. Influence of some additional elements on the surface tension of copper at intermediate and high temperatures // Surface Science. 1977. v. 68. p. 410-418

65. Hoage J.H. Surface Tension Studies on Uranium and Copper. U.S. Atomic Energy Commission Report HW-78132. 1963. 17 p.

66. McLean M., Hondros E.D. Interfacial energies and chemical compound formation // Journal of Materials Science. 1973. v. 8. p. 349-351

67. Bauer C.E., Speiser R., Hirth J.P. Surface energy of copper as a function of oxygen activity // Metallurgical Transactions A. 1976. v. 7A. p. 75-79

68. Hilliard J.E., Cohen M., Averbach B.L. Grain-Boundary Energies in Gold-Copper Alloys // Acta Metallurgica. 1960. v. 8. p. 26-31

69. Gupta D. Diffusion, Solute Segregations and Interfacial Energies in Some Material: An Overview // Interface Science. 2003. v. 11. p. 7-20

70. Herring C. Structure and Properties of Solid Surfaces, edited by R. Gomer and C. S. Smith, Chicago: University of Chicago Press, 1953. Chap. 1. p. 5-81

71. Vermaak J. S., Wilsdorf D. K. Measurement of the average surface stress of gold as a function of temperature in the temperature range 50-985.deg // The Journal of Physical Chemistry. 1968. v. 72. p. 4150-4154

72. Foiles S. M. Evaluation of harmonic methods for calculating the free energy of defects in solids // Physical Review B. 1994. v. 49. p. 14930-14939

73. Meier G. H. Thermodynamics of Surfaces and Interfaces: Concepts in Inorganic Materials. Cambridge University Press, 2015. 251 p.

74. Rowlinson J. S., Widom B. Molecular Theory of Capillarity. New York: Oxford University Press,

1982. 327 p.

75. Робертс М., Макки Ч. Химия поверхности раздела металл-газ. М.: Мир, 1981. 539 с.

76. Woodruff D. (Ed.) The Chemical Physics of Solid Surfaces. Elsevier, 2007. 648 p.

77. Dash J.G. (Ed.) Films on Solid Surfaces: The Physics and Chemistry of Physical Adsorption. Academic Press, 1975. 284 p.

78. Джайядевайя Т., Ванселов Р. (ред.) Новое в исследовании поверхности твердого тела. М.: Мир, 1977. 315 с.

79. Adamson A. W., Gast A. P. Physical Chemistry of Surfaces, 6th Edition. N.-Y.: Wiley, 1997. 808 p.

80. NalwaH.S. (Ed.) Handbook of Surfaces and Interfaces of Materials. Elsevier, 2001. 2911 p.

81. King D.A. Clean and Adsorbate-Induced Surface Phase Transitions on W{100/ // Physica Scripta.

1983. v. T 4. p. 34-43

82. Estrup P.J., Anderson J.J. Chemisorption of hydrogen on tungsten (100) // The Journal of Chemical Physics. 1966. v. 45. p. 2254-2260

83. Yonehara K., Schmidt L.D. A LEED study of structures produced by H2 on (100) W // Surface Science. 1971. v. 25. p. 238-260

84. Debe M.K., King D.A. New evidence for a clean thermally induced c (2* 2) surface structure on W (100) // Journal of Physics C: Solid State Physics. 1977. v. 10. p. L303- L308

85. Felter T.E., Barker R.A., Estrup P.J. Phase Transition on Mo(100) and W(100) Surfaces. Physical Review Letters. 1977. v. 38. p. 1138-1141

86. Debe M.K., King D.A. Space-Group Determination of the Low-Temperature W {001}(2* 2) R 45° Surface Structure by Low-Energy-Electron Diffraction. Physical Review Letters. 1977. v. 39. p. 708711

87. Debe M.K., King D.A. The clean thermally induced W {001} (1 * 1) ^ (V2 * V2) R 45° surface structure transition and its crystallography // Surface Science. 1979. v. 81. p. 193-237

88. King D.A., Thomas G. Displacive surface phases formed by hydrogen chemisorption on W {001}. Surface Science. 1980. v. 92. p. 201-236

89. Griffiths K., Kendon C., King D.A., Pendry J.B., Adsorbate-Induced Contracted Domain Structure: Nitrogen Chemisorbed on W {001} // Physical Review Letters. 1981. v. 46. p. 1584-1587

90. Hu P., Bessent M., Wander A., King D.A. Buckled layer structure for atomic adsorption on W {100}: the (V 2*V 2) R45° nitrogen structure from ATLEED // Surface science. 1995. v. 325. p. 272278

91. Jupille J., Purcell K.G., King D.A. A surface core level shift study of the nitrogen-induced reconstruction on W{100} // Solid State Communications. 1986. v. 58. p. 529-533

92. Kramer H.M., Bauer E. The reconstruction of the W(100) surface in the presence of half a monolayer of oxygen: I. Structural properties // Surface Science. 1982. v. 92. p. 53-70

93. Kramer H.M., Bauer E. The reconstruction of the W(100) surface in the presence of half a monolayer of oxygen II. Kinetics of the reconstruction // Surface Science. 1980. v. 93. p. 407-422

94. Barker R.A., Estrup P.J. Surface structures and phase diagram for the H/W(001) chemisorption system // The Journal of Chemical Physics. 1981. v. 74. p. 1442-1452

95. Roelofs L.D., Chung J.W., Ying S.-C., Estrup P.J. Effect of adsorbate binding sites on surface-reconstruction phase diagrams: 0/W(001) and H/W(001). Physical Review B. 1986. v. 33. p. 65376540

96. Wang C., Gomer R. The adsorption of CO on the (100) plane of tungsten; thermal and work function measurements // Surface Science. 1979. v. 90. p. 10-36

97. Palmer N.R., King D A. Ion Scattering Spectroscopy of P-N and Рэ-CO (V2 x V2) R45° Structures on W{100} // Physica Scripta. 1983. v. T 4. p. 122-125

98. Inglesfield J.E. Reconstructions and relaxations on metal surfaces // Progress in Surface Science. 1985. v. 20. p. 105-164

99. Lau K.H., Ying S.-C. Effect of H Adsorption on the Displacive Transition of W(001) Surface // Physical Review Letters. 1980. v. 44. p. 1222-1225

100. Вольтов Л. А., Напартович А. И., Наумовец А. Г., Федорус А. Г. Субмонослойные пленки на поверхности металлов // Успехи физических наук. 1977. т. 122. вып. 1(500). с. 125-159

101. Наумовец А. Г., Федорус А. Г. // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 1976. т. 41. с. 587-595

102. Канаш О.В., Федорус А. Г. // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. 1984. т. 59. с. 126-132

103. Гончар В.В., Канаш О.В., Федорус А. Г. // Успехи физических наук. 1985. т. 27. с. 21342140

104. Yan F, Xing G, Wang R, Li L. Tailoring surface phase transition and magnetic behaviors in BiFe03 via doping engineering // Scientific Report. 2015. v. 5:9128 p. 1-7

105. Jarrier R., Marti X., Herrero-Albillos J. at. al. Surface phase transitions in BiFe03 below room temperature // Physical Review B. 2012. v. 85. p. 184104-184114

106. Stevenson J. D., Wolynes P. G. On the surface of glasses // The Journal of Chemical Physics. 2008. v. 129 (23). p. 234514-234518

107. Черепин В.Т., Васильев М.А. Методы и приборы для анализа поверхности материалов: Справочник. Киев: Наукова Думка, 1982. 400 с.

108. Harmer M. P. The Phase Behavior of Interfaces // Science. 2011. v. 332. p. 182-183

109. Bishop C.M., Tang M., Cannon R.M., Carter W.C. Continuum modelling and representations of interfaces and their transitions in materials // Materials Science and Engineering: A. 2006. v. 422. p. 102-114

110. Tang M., Carter W.C., Cannon R.M. Grain Boundary Transitions in Binary Alloys // Physical Review Letters. 2006. v. 97. p. 075502-1 - 075502-4

111. Dillon S.J., Tang M., Carter W.C., Harmer M.P. Complexion: A new concept for kinetic engineering in materials science // Acta Materialia. 2007. v. 55. p. 6208-6218

112. Dillon S.J., Behera S.K., Harmer M.P. An experimentally quantifiable solute drag factor // Acta Materialia. 2008. v. 56. p. 1374-1379

113. Dillon S.J., Harmer M.P. Demystifying the role of sintering additives with "complexion" // Journal of the European Ceramic Society. 2008. v. 28. p. 1485-1493

114. Dillon S.J., Harmer M.P. Relating grain boundary complexion to grain boundary kinetics II: Silica-doped alumina // Journal of the American Ceramic Society. 2008. v. 91. p. 2314-2320

115. Dillon S.J., Harmer M.P. Relating Grain-B oundary Complexion to Grain-Boundary Kinetics I: Calcia-Doped Alumina // Journal of the American Ceramic Society. 2008. v. 91. p. 2304-2313

116. Luo J. Liquid-like interface complexion: From activated sintering to grain boundary diagrams // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2008. v. 12 (5). p. 81-88

117. Luo J, Chiang Y-M. Wetting and prewetting on ceramic surfaces // The Annual Review of Materials Research. 2008. v. 38. p. 227-249

118. Qian H, Luo J. Nanoscale surficial films and a surface transition in V2O5-TiO2-based ternary oxide systems //Acta Materialia. 2008. v. 56. p. 4702-4714.

119. Luo J. Grain boundary complexions: the interplay of premelting, prewetting, and multilayer adsorption // Applied Physics Letters. 2009. v. 95. p. 071911-1 - 071911-3

120. Dillon S.J., Harmer M.P., Luo J. Grain boundary complexions in ceramics and metals: An overview // Journal of Metals. 2009. v. 61.p. 38-44

121. Baeurer M, Shih S.J., Bishop C., Harmer M.P., Cockayne D., Hoffmann M.J. Abnormal grain growth in undoped strontium and barium titanate // Acta Materialia. 2009. v. 58. p. 290-300

122. Dillon S.J., Harmer M.P., Rohrer G.S. The relative energies of normally and abnormally growing grain boundaries in alumina displaying different complexions // Journal of the American Ceramic Society. 2010. v. 93. p. 1796-1802

123. Nechaev Yu.S. A possibility of a periodic formation of a liquid-like state at grain boundary nanoregions in metals under superplastic deformation. Physics and Chemistry of Materials Treatment. 1992. V. 26. P. 610

124. Dillon S.J., Harmer M.P., Rohrer G.S. Influence of interface energies on solute partitioning mechanisms in doped aluminas // Acta Materialia. 2010. v. 58. p. 5097-5108

125. Shi X., Luo J. Developing grain boundary diagrams as a materials science tool: A case study of nickel-doped molybdenum // Physical Review B. 2011. v. 84. p. 014105-1 - 014105-14

126. Nechaev Yu.S. On Specific Phase Transitions to the Compound-Like Impurity Nanosegregation Structures at Dislocations and Grain Boundaries in Metals and their Influence on Diffusion-Assisted Processes // Solid State Phenomena. 2008, Vol. 138, pp. 91-118

127. Bojarski S.A., Ma S., Lenthe W., Harmer M.P., Rohrer G.S. Changes in the grain boundary character and energy distributions resulting from a complexion transition in Ca-doped Yttria // Metallurgical and Materials Transactions A. 2012. v. 43A. p. 3532-3538

128. Ma S., Asl. K.M., Meshinchi A. K., Tansarawiput C., Cantwell P.R., Qi M., Harmer M.P., et al. A Grain Boundary Phase Transition in Si-Au // Scripta Materialia. 2012. v. 66. P. 203-206

129. Kundu A., Asl K.M., Luo J., Harmer M.P. Identification of a bilayer grain boundary complexion in Bi-doped Cu // Scripta Materialia. 2013. v. 68. p. 146-149

130. Ma S, Cantwell P.R., Pennycook T.J., Zhou N., Oxley M.P., Leonard D.N., et al. Grain boundary complexion transitions in WO3- and CuO-doped TiO2 bicrystals // Acta Materialia 2013. v. 61. p. 1691-1704

131. Luo J., Chiang Y.-M. Wetting and Prewetting on Ceramic Surfaces // Annual Review of Materials Research. 2008. v. 38. p. 227-249

132. Luo J., Chiang Y-M. Equilibrium-thickness Amorphous Films on {1120} surfaces of Bi 2 O 3-doped ZnO // Journal of the European Ceramic Society. 1999. v. 19. p. 697-701

133. Luo J., Chiang Y-M. Existence and stability of nanometer-thick disordered films on oxide surfaces // Acta Materialia. 2000. v. 48. p. 4501-4515

134. Luo J., Chiang Y-M, Cannon R.M. Nanometer-thick surficial films in oxides as a case of prewetting // Langmuir. 2005. v. 21. p. 7358-7365

135. Luo J., Tang M., Cannon R.M., Carter W.C., Chiang Y-M. Pressure-balance and diffuse-interface models for surficial amorphous films // Materials Science and Engineering: A. 2006. v. 422. p.19-28

136. Qian H., Luo J. Vanadia-based equilibrium-thickness amorphous films on anatase (101) surfaces // Applied Physics Letters. 2007. v. 91. p. 061909-1 - 061909-3

137. Tang M., Ramos A., Jud E., Chung S-Y., Gautier-Soyer M., et al. Nanometer-scale wetting of the silicon surface by its equilibrium oxide // Langmuir. 2008. v. 24(5). p. 1891-1896

138. Tang M., Carter W.C., Cannon R.M. Grain boundary transitions in binary alloys // Physical Review Letters, 2006. v. 97 (7). p. 075502-1 - 075502-4

139. Cantwell P. R., Tang M., Dillon S. J., Luo J., Rohrer G. S., Harmer M. P. Grain boundary complexions // Acta Materialia. 2014. v. 62. P. 1-48

140. Kaplan W. D., Chatain D., Wynblatt P., Carter W. C. A review of wetting versus adsorption, complexions, and related phenomena: the rosetta stone of wetting // Journal of Materials Science. 2013. v. 48. p. 5681-5717

141. Straumal B., Baretzky B. Grain Boundary Phase Transitions and their Influence on Properties of Polycrystals // Interface Science. 2004. v. 12. p. 147-155

142. Straumal B.B., Zieba P., Gust W. Grain boundary phase transitions and phase diagrams // International Journal of Inorganic Materials. 2001. v. 3. p. 1113 -1115

143. Когтенкова О.А., Страумал А.Б., Афоникова Н.С., Мазилкин А.А., Колесникова К.И., Страумал Б.Б. Фазовые переходы смачивания границ зерен в перитектических сплавах медь-кобальт // Физика Твердого Телаю 2016. т. 58. с. 721-724

144. Mazilkin A.A., Straumal B.B., Protasova S.G., Bulatov M.F., Baretzky B. Pseudopartial wetting of W/W grain boundaries by the nickel-rich layers // Materials Letters. 2017. v. 192. p. 101-103

145. Горнакова А.С., Прокофьев С.И., Колесникова К.И., Страумал Б.Б. Закономерности образования зернограничных прослоек фазы aTi в бинарных титановых сплавах // Известия вузов. Цветная металлургия. 2016. т. 56 (2). с. 64-71

146. Страумал Б.Б., Бокштейн Б.С., Страумал А.Б., Петелин А.Л. Первое наблюдение фазового перехода смачивания в малоугловых границах зерен // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. 2008. т. 88. с. 615-620

147. Страумал Б.Б., Горнакова А.С., Мазилкин А.А., Страумал А.Б., Некрасов А.Н., Кондреа Е.П., Сидоренко А.С., Сурду А.В. Смачивание границ зерен в системе Al-Mg и формирование диборида магния в контакте с расплавом // Известия РАН (серия физическая). 2009. т. 73. с. 1265-1267

148. Straumal B.B., Baretzky B., Kogtenkova O.A., Straumal A.B., Sidorenko A.S. Wetting of grain boundaries in Al by the solid Al3Mg2 phase // Journal of Materials Science. 2010. v. 45. p. 2057-2061

149. Gornakova A.S., Straumal B.B., Tsurekawa S., Chang L.-S., Nekrasov A.N. Grain boundary wetting phase transformations in the Zn-Sn and Zn-In systems // Reviews on advanced materials science. 2009. v. 21. p. 18-26

150. Стенли. Г. Фазовые переходы и критические явления. М.: Мир, 1973. 410 с

151. Kaptay G. Nano-Calphad: Extension of the Calphad method to systems with nano-phases and complexions // Journal of Materials Science. 2012. v. 47 (24). p. 8320-8335

152. Bajaj S., Haverty M. G., Arroyave R., Goddard W. A., Shankar S. Phase stability in nanoscale material systems: extension from bulk phase diagrams // Nanoscale. 2015. v. 7. p. 9868-9877

153. Park J., Lee J. Phase diagram reassessment of Ag-Au system including size effect // CALPHAD. 2008. v. 32. p. 135-141

154. Liu X. J. et. al. High performance calcium titanate nanoparticle ER fluids // International Journal of Modern Physics B. 2005. v. 19. p. 2645-2650

155. Kaptay G. A new paradigm on the chemical potentials of components in multi-component nano-phases within multi-phase systems // RSC Advances. 2017. v. 7. p. 41241-41253

156. Штремель М.А. Прочность сплавов. Часть 1. Дефекты решетки. М.: МИСИС, 1999. 384 с.

157. Кан Р.У., Хаазен П.Т. Физическое металловедение (в 3-х томах). Том2. М.: Металлургия, 1987. 624. c

158. Тонкие Пленки - Взаимная Диффузия и Реакции, ред. Поут Дж., Ту К., Мейер Дж. М.: Мир, 1982. 576 с

159. Burton J.J., Machlin E.S. Prediction of Segregation to Alloy Surfaces from Bulk Phase Diagrams // Physical Review Letters. 1976. v. 37 (21). p. 1433-1436

160. Чернавский П.А., Панкина Г.В., Лунин В.В. // Журнал физической химии. 2006. т. 80. №4. с. 640-645

161. Turchanin M. A., Agraval P. G. Phase equilibria and thermodynamics of binary copper systems with 3d-metals. V. Copper-Cobalt system // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2007. v. 46. No. 1-2. p. 77-89

162. Hasebe M., Nishizawa T. Calculation of phase diagrams of the iron-copper and cobalt-copper systems // CALPHAD. 1980. v. 4. No. 2. p. 83-100

163. Taskinen P. Activities and thermodynamic properties of molten Co - Cu alloys // International Journal of Materials Research. 1982. v. 73. p. 445-450

164. Tammann G., Oelsen W. Dependence of Concentration of Saturated Mixed Crystals on Temperature // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. 1930. v. 186. p. 257-288

165. Hashimoto U. The equilibrium diagram of the Co - Cu system // Journal of the Japan Institute of Metals. 1937. v. 1. p. 19-26

166. A. T. Grigor'ev, L. A. Panteleimonov, L. M. Viting, and V. V. Kuprina // Zh. Neorg. Khim. 1956. v. 1. No. 5. p. 1064-1066

167. Turchanin M.A., Agraval P.G., Nikolaenko I.V. Thermodynamics of Alloys and

Phase Equilibria in the Copper-Iron // System Journal of Phase Equilibria. 2003. v. 24. No. 4. p. 307319

168. Inomata K., Saito Y. Giant magnetoresistance and low saturation fields in Co-Fe/Cu multilayers // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1993. v. 126. P.425-429

169. Salje G., Feller-Kniepmeier M. The Cu-Fe phase diagram in the temperature range

from 650 to. 1050 °C // International Journal of Materials Research. 1978. v. 69 (3). p. 167-169

170. Hasebe M., Nishizawa T. Calculation of the Phase Diagrams of the Iron-Copper and Cobalt-Copper Systems // Calphad. 1980. v. 4(2). p. 83-100

171. Тумарев А. С. Восстановление металлов из окислов с точки зрения общей теории диссоциации // Металлург. 1932. № 2. c. 56-58

172. Демидов А.И., Маркелов И.А. // Журнал прикладной химии. 2010. т. 83. вып. 4. с. 234-238

173. Subramanian P.R., Perepezko J.H. The Ag-Cu (Silver-Copper) System // Journal of Phase Equilibria. 1993. v. 14 (1). p. 62-75

174. Niemela J., Effenberg G., Hack K., Spencer P.J. A thermodynamic evaluation of the copper-bismuth and copper-lead systems // CALPHAD. 1986. v. 10(1). p. 77-89

175. Turchanin M. A., Agraval P. G., Abdulov A. R. Phase equilibria and thermodynamics of binary copper systems with 3d-metals. VI. Copper-Nickel system // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2007. v. 46 (9-10). p. 467-477

176. Fedorova P. P., Volkov S. N. Au-Cu Phase Diagram // Journal of Inorganic Chemistry. 2016. v. 61(6). p. 772-775

177. Жевненко С. Н. Изотермы поверхностного натяжения в системах на основе меди // Физика металлов и металловедениею 2008. т. 106. № 3. c. 276-282

178. Chang L. S., Rabkin E., Straumal B., Lejcek P., Hofmann S., Gust W. Temperature dependence of the grain boundary segregation of Bi in Cu polycrystals // Scripta Materialia. 1997. v. 37. p. 729735

179. Straumal B., Muschik T., Gust W., Predel B. The wetting transition in high and low energy grain boundaries in the Cu(In) system // Acta Metallurgica et Materialia. 1992. v. 40(5). p. 939-945

180. Wolski K., Laporte V., Marie N., Biscondi M. About the Importance of Nanometer-Thick Intergranular Penetration in the Analysis of Liquid Metal Embrittlement // Interface Science. 2001. v. 9. p. 183-189

181. Glickman E.E., Nathan M. On the kinetic mechanism of grain boundary wetting in metals // Journal of Applied Physics. 1999. v. 85. p. 3185-3191

182. Sawai I., Nishida M. Über Die Schrumpfungskraft der Blattmetalle bei hoher Temperatur // Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie. 1930. v. 190. p. 375-383

183. Sawai I., Nishida M. Über die Schrumpfung der Blattmetalle beim Erhitzen // Zeitschrift fuer Anorganische und Allgemeine Chemie. 1930. v. 193. p. 119-132

184. Tammann G., Boehme W. Die Oberflächenspannung von Goldlamellen // Annalen der Physik. 1932. v. 12. p. 820-826

185. Udin H. Surface tension of solid copper. Doctor Thesis, Massachusetts Institute of Technology. 1940. 91 p.

186. Greenberg M.D., Pryor J.N., Elban W.L. On the Formulation of the Zero Creep Method for Small Diameter Wires // Materials Science and Engineering. 1978. v. 33. p. 63 - 67

187. Jones H. A comparison of theory with experiment for diffusion creep in metal foils and wires // Materials Science and Engineering. 1969. v. 4. p. 106-114

188. Jones H. The grain boundary term in surface energy measurement by zero creep // Scripta Metallurgica. 1972. v. 6. p. 423 - 430

189. Josell D., Spaepen F. Determination of the interfacial tension by zero creep experiments on multilayers—I. Theory // Acta Metallurgica et Materialia. 1993. v. 41. No. 10. p. 3007 - 3015

190. Genin F.Y. Determination of the Interfacial Tension by Thermal Grooving and Zero Creep in Coaxial Wires—Theory // Acta Metallurgica et Materialia. 1994. v. 42. No. 11. p. 3881 - 3885

191. Smith C.S. Grains, Phases, and Interfaces—an Interpretation of Microstructure // Transactions of AIME. 1948. v. 175. p. 15-51

192. Гершман Е. И., Жевненко С. Н. Метод измерения поверхностного натяжения границы раздела «твердое-газ» «insitu» // Физика Металлов и Металловедение. 2010. т. 110. № 1. с. 1-7

193. Rothman S.J., Peterson N.L. Isotope Effect and Divacancies for Self-Diffusion in Copper // Physica Status Solidi. 1969. v. 35. p. 305-312

194. Mullins W W. Theory of Thermal Grooving // Journal of Applied Physics. 1957. v. 28 (3). p. 333339

195. Mullins W.W., Shewmon P.G. The kinetics of grain boundary grooving in copper // Acta Metallurgica. 1959. v. 7. p. 163-170

196. Hugo R.C., Hoagland R.G. Gallium penetration of Aluminum: In-Situ ТЕМ observations at the penetration front // Scripta Materialia. 1999. V. 41. N. 12. p. 1341-1346

197. Glickman E. On the Kinetic Mechanism of Ga Penetration in Al Bicrystals under Small Residual Stress // Defect and Diffusion Forum. 2006. v. 249. p. 201 -212

198. Glickman E., Levenshtein M., Budis L., Eliaz N. Surface Spreading and Penetration of Liquid and Solid Ga in Thin Polycrystalline Ag Films // Defect and Diffusion Forum. 2006. v. 249. p. 219226

199. Glickman E.E. Stress, Surface Energy and Segregation Effects in Liquid Metal Embrittlement: Role of Grain Boundary Grooving Accelerated by Local Plasticity // Defect and Diffusion Forum. 2003. V. 216-217. p. 207 -216

200. Ludwig W., Pereiro-Lopez E., Bellet D. In situ investigation of liquid Ga penetration in Al bicrystal grain boundaries: grain boundary wetting or liquid metal embrittlement? // Acta Materialia. 2005. v.53. p. 151-162

201. Volovitch P., Traskine V., Bandin T., Barrallier L. Grain Boundary Wetting Statistic in Zn/Ga System and its Application to Grain Boundary Energy Spectrum Estimation // Interface Science. 2002. v. 10. p. 303-309

202. Горюнов Ю.В., Перцев H.B., Сумм Б.Д. Эффект Ребиндера. М.: Наука, 1966. 125 с.

203. Protsenko P., Terlain A., Traskine V., Eustathopoulos. The role of intermetallics in wetting in metallic systems // Scripta Materialia. 2001. v. 45. p.1439-1443

204. Страумал Б.Б. Фазовые переходы на границах зерен. М.: Наука, 2003. 327 с.

205. Scheil E., Schiessl K. E. Über die Korngrenzendiffusion von flüssigem Wismut in Kupfer // Zeitschrift für Naturforschung A. 1949. v. 4. p. 524-526

206. Гликман Е.Е. Горюнов Ю.В. Ледовская И.Ю. Материаловедение. 1979. Т. 15. С. 446.

207. Wolski K. Laporte V. Grain boundary diffusion and wetting in the analysis of intergranular penetration // Materials Science and Engineering: A. 2008. v. A 495. p. 138-146

208. Zhevnenko S.N., Vaganov D.V., Gershman E.I. Embrittlement of Cu and Cu-Based Alloys by Bi and Bi2Te3 // Defect and Diffusion Forum, 2010. v. 297-301. p. 439-443.

209. Joseph B. Barbier F. Dagoury G. at al. Rapid penetration of liquid Bi along Cu grain boundaries// Scripta Materialia. 1998. v. 39. v. 775-781

210. Bishop G.H. Grain Boundary Penetration and Embrittlement of Nickel Bicrystals by Bismuth // Transactions of the Metallurgical Society of AIME. 1968. v. 242. p. 1343-1351

211. Cheney R.F., Hochgraf F.G., Spencer C.W. Penetration of liquid bismuth into the grain boundaries of a nickel alloy// Transactions of the Metallurgical Society of AIME. 1961. v. 221. p. 492498

212. Divinski S., Lohmann M., Herzig C. Grain boundary diffusion and segregation of Bi in Cu: radiotracer measurements in B and C diffusion regimes // Acta Materialia. 2004. v. 52. p. 3973-3982

213. Novakovic R., Ricci E. Giuranno D., Passerone A. Surface and Transport Properties of Ag-Cu Liquid Alloys // Surface Science. 2005. v. 576. p. 175-187

214. Alexander B.H., Dawson M.H., Kling H.P. The deformation of gold wire at high temperature // Journal of Applied Physics. 1951. v. 22. №4. p. 439-443

215. Zhevnenko S. Interfacial Free Energy of Cu - Co solid solutions // Metallurgical and Materials Transactions A. 2013. v. 44. No 6. p. 2533-2538

216. Zhevnenko S. Surface Free Energy of Copper-Based Solid Solutions // The Journal of Physical Chemistry C. 2015. v. 119. p. 2566-2571

217. Jouaiti A., Mosser A., Raiser D., Romeo M. Segregation Driving Forces on the (111) and (110) Faces of a CuAg Alloy // Physica Status Solidi B. 1994. v. 186. p. 421-426

218. Mosser A., Jouaiti A. Surface phase diagram and surface strain energy on CuAg(111) alloy // Surface Science. 1994. v. 304. p. L427- L430

219. Saul A., Legrand B., Treglia G. Link between the surface wetting in Cu(Ag) and the layer-by-layer dissolution mode of a thick Ag deposit on a Cu substrate // Surface Science. 1995. v. 331-333. p. 805-810

220. Saul A. Layer by layer dissolution of Ag deposited on Cu(111) // Materials Science Forum. 1994. v. 155/156. p. 233-240

221. Saul A., Legrand B., Treglia G. Equilibrium and kinetics in the (111) surface of Cu-Ag alloys: Comparison between mean-field and Monte Carlo calculations // Physical Review B. 1994. v. 50. p. 1912-1921

222. Saul A., Treglia G., Legrand B. Kinetics of segregation and dissolution in Cu1-cAgc and surface phase transition: comparison between mean field and Monte Carlo calculations // Surface Science. 1994. v. 307-309. p. 804-809

223. Senhaji A., Treglia G., Legrand B., Barrett N. T., Guillot C., Villette B. Is the segregation-dissolution kinetics driven by a surface local equilibrium? An answer via the kinetic tight-binding Ising model // Surface Science. 1992. v. 274. p. 297-305

224. Wallauer W., Fauster T. Growth of Ag, Au, and Co on Cu (111) studied by high-resolution spectroscopy of image states // Surface Science. 1995. v. 331- 333. p. 731-735

225. Rao G., Zhang D. B., Wynblatt P. Structure and composition of the (111) Cu/Ag interphase boundary in Cu-Ag-Au alloys // Scripta Metallurgica et Materialia. 1993. v. 28. p. 459-464.

226. Hoffmann M. A., Wynblatt P. Equilibrium surface composition of ternary alloys. Metallurgical Transactions A. 1989. v. A20. p. 215-223

227. Braun P., Farber W. AES studies of surface composition of Ag-Cu alloys // Surface Science. 1975. v. 47. p. 57-63

228. Schafer J., Reinhardt P., Hoffschulz H., Wandelt K. Indirect determination of miscibility properties of monolayer alloy films by simulation of thermal desorption spectra: Ag-Cu/Ru(0001) // Surface Science. 1994. v. 313. p. 83-98

229. Liu Y., Wynblatt P. Nucleation of two-dimensional phases on the (111) surface of Cu-Ag alloys // Surface Science. 1994. v. 310. p. 27-33

230. Giordano H., Aufray B. On a kinetic approach to the study of superficial equilibrium segregation in the Sb-Cu(111) system //

Surface Science. 1994. v. 307-309. p. 816-820

231. Liu Y., Wynblatt P. Segregation to the (100) surface of dilute Cu-Ag alloys // Journal of Vacuum Science & Technology A. 1994. v. A 12. p. 255-257

232. Eugene J., Aufray B., Cabane F. Equilibrium of segregation in Ag/Cu: influence of the orientation and temperature // Surface Science. 1992. v. 273. p. 372-380

233. Hoffmann M. A., Wynblatt P. Surface composition of ternary cu-ag-au alloys: part i. experimental results // Metallurgical Transactions A. 1991. v. A 22. p. 1833-1840

234. Hoffmann M. A., Wynblatt P. Surface composition of dilute Cu-Ag alloys: A comparison between experiment and Monte Carlo modeling // Journal of Vacuum Science & Technology A. 1991. v. A 9. p. 27-31

235. Cabane-Brouty F., Bernardini J. Segregation and Diffusion // Journal de Physique Colloques. 1982. v. 43. p. 163-173

236. Hirokawa K., Sato T. ESCA study of Cu/Ni and Cu/Ag alloys filed in air and heated in high vacuum // Surface and Interface Analysis. 1981. v. 3. p. 76-80

237. Zhevnenko S., Khayrullin A. K. Interfacial Free Energy and Viscosity of Cu(Ag) Solid Solutions // The Journal of Physical Chemistry C. 2016. v. 120. p.14082-14087

238. Divinski S., Lohmann M., Herzig Chr. Ag grain boundary diffusion and segregation in Cu: Measurements in the types B and C diffusion regimes // Acta Materialia. 2001. v. 49. № 2. p. 249-261

239. Menyhard M., Yan Min, Vitek V. Atomistic vs phenomenological approaches to grain boundary segregation: Computer modeling of CuAg alloys // Acta metallurgica and materialia. 1994. v. 42. № 8. p. 2783-2796

240. Herring C. Diffusional Viscosity of a Polycrystalline Solid // Journal of Applied Physics.1950. v. 21. p. 437-445

241. Coble R. L. A Model for Boundary Diffusion Controlled Creep in Polycrystalline Materials // Journal of Applied Physics. 1963. v. 34. p. 1679-1682

242. Чадек Й. Ползучесть металлических материалов. М.: Мир, 1987. 304 с.

243. Жевненко С.Н. диссертация на соискание степени к.ф.-м.н. МИСИС, 2008. 108 c.

244. Бокштейн Б.С., Бокштейн С.З., Жуховицкий А.А. Термодинамика и кинетика диффузии в твердых телах. М.: Металлургия, 1974. 280 с.

245. Zhevnenko S.N., Gershman E.I. Grain boundary phase transformation in Cu-Co solid solutions // Journal of Alloys and Compounds. 2012. v. 536. № 1. p. S554-S558

246. Zhevnenko S. Diffusional creep in Cu-Fe solid solutions // Journal of Alloys and Compounds. 2014. v. 586. № 1. p. S210-S213

247. Murr L.E. Interfacial Phenomena in Metals and Alloys. Addison Wesley, Reading, MA, 1975. 387 p.

248. Bokstein B.S., Mendelev M.I., Srolovitz D.J. Thermodynamics and Kinetics in Materials Science. Oxford Univ. Press. 2005, 362 p

249. Guttman M. Grain boundary segregation, two dimensional compound formation, and precipitation // Metallurgical Transactions A. 1977. v. 8A. p. 1383-1401

250. Bokstein B., Smirnov A.N. Grain boundary segregation in Cu-Sb alloys Materials Letters. 2003. v. 57. p. 4501-4504

251. Бокштейн Б.С., Подгорный Д. А., Смирнов А.Н. Параметры зернограничной сегрегации в сплавах Sn-Bi // Известия РАН. 2005. №9 . c. 222 -225

252 Palumbo M., Curiotto S., Battezzati L. Thermodynamic analysis of the stable and metastable CoCu and Co-Cu-Fe phase diagrams // Calphad. 2006. v. 30. p. 171-178

253. Asahara Y., Tokutaka H., Nishimori K., Ishihara N., Makino N. Surface Composition Analysis of Au-Cu Alloy by Micro-Auger Electron Spectroscopy, Applied Surface Science. 1988. v. 33/34. p. 107111

254. Hondros E.D., Seah M.P. Segregation to interfaces // International Metals Reviews. 1977. v. 22. p. 262-301

255. Rickman J.M., Luo J. Layering transitions at grain boundaries // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2016. v. 20. p. 225-230

256. Zhevnenko S., Rodin A., Smirnov A. Surface phase transition in Cu-Fe solid solutions // Materials Letters. 2016. v. 178. p. 1-4

257. Yeomans J. M. Statistical Mechanics of Phase Transitions. Oxford: Clarendon Press, 1992. 164 p.

258. Sutton A.P., Balluffi R.W. Interfaces in crystalline materials. Oxford: Clarendon Press, 1995. 819 p.

259. Watanabe D., Watanabe C., Monzen R. Determination of the interface energies of spherical, cuboidal and octahedral fcc precipitates in Cu-Co, Cu-Co-Fe and Cu-Fe alloys // Acta Materialia. 2009. v. 57. № 6. p. 1899-1911

260. McLean M. Determination of the surface energy of copper as a function of crystallographic orientation and temperature // Acta Metallurgica. 1971. v. 19. № 4. p. 387-393

261. Garsia J.M., Thiaville A., Miltat J. MFM imaging of nanowires and elongated patterned elements // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2002. v. 249. p. 163-169

262. Gottstein G., Shvindlerman L.S. Theory of grain boundary motion in the presence of mobile particles // Acta Metallurgica and Materialia. 1993. v. 41. № 11. p. 3267-3275

263. Jung S.J., Lutz T., Boese M., Holmes J.D., Boland J.J. Surface Energy Driven Agglomeration and Growth of Single Crystal Metal Wires // Nano Letters. 2011. v. 11. p. 1294-1299

264. Hassold G.N., Srolovitz D.J. Computer simulation of grain growth with mobile particles // Scripta Metallargica and Materialia. 1995. v. 32. № 10. p. 1541-1547

265. Gottstein G., Shvindlerman L.S. Grain Boundary Migration in Metals: Thermodynamics, Kinetics, Applications. CRC Press, 2009. 711 p.

266. Kolobov Yu. R. Grain Boundary Diffusion and Properties of Nanostructured Materials. Cambridge International Science Publishing, 2007. 236 p.

267. Mullins W.W. The effect of thermal grooving on grain boundary motion // Acta Metallurgica. 1958. v. 6. № 6. p. 414-427

268. Treglia G., Legrand B., Ducastelle F., Saul A., Gallis C., Meunier I., Mottet C., Senhaji A. Alloy Surfaces: Segregation, Reconstruction and Phase Transitions // Computational Materials Science. 1999. v. 15. p. 196-235

269. Braems I., Creuze J., Berthier F., Tetot R., Legrand B. Effect of a size mismatch on bulk and surface alloy interactions: The illustrative example of the Cu-Ag system // Surface Science. 2008. v. 602. № 10. p. 1903-1915

270. Wang J. Y., du Plessis J., Terblans J. J., van Wyk G. N. Equilibrium Surface Segregation of Silver to the Low-index Surfaces of a Copper Single Crystal // Surface and Interface Analysis. 1999. v. 28. p. 73-76

271. Bronner S. W., Wynblatt P. Surface segregation in a dilute copper-silver alloy // Journal of Materials Research.1986. v. 1. p. 646-651

272.Eugene J., Treglia G., Legrand B., Aufray B., Cabane F. Incomplete Wetting of Very Dilute Cu(Ag) Alloys by Surface Segregation // Surface Science. 1991. v. 251. p. 664-669

273. Timoshenko V., Traskine V., Zhevnenko S., Protsenko P. Adsorption Effect on Wetting in a Copper/Lead System //The Journal of Physical Chemistry C. 2016. v. 120 (14). p 7662-7669

274. Argile C., Rhead G.E. Preparation and properties of binary metal monolayers: I. Pb and Bi on Cu (100) // Surface Science. 1978. v. 78 (1). p. 115-124

275. Moon J., Lowekamp J., Wynblatt P., Garoff S., Suter R. M. Effects of concentration dependent diffusivity on the growth of precursing films of Pb on Cu(1 1 1) // Surface Science. 2001. v. 488(1-2). p. 73-82

276. Moon J., Garoff S., Wynblatt P., Suter R. Pseudopartial Wetting and Precursor Film Growth in Immiscible Metal Systems // Langmuir. 2004. v. 20. p. 402-408

277. Chang L., Rabkin E., Straumal B., Lejcek P., Hofmann S., Gust W. Temperature dependence of the grain boundary segregation of Bi in Cu polycrystals // Scripta Materialia. 1997. v. 37(6). p. 729735

278. Keast V.J., Williams D.B. Quantitative compositional mapping of Bi segregation to grain boundaries in Cu // Acta Materialia. 1999. v. 47(15-16). p. 3999-4008

279. Chang L., Rabkin E., Straumal B. B., Baretzky B., Gust W. Thermodynamic aspects of the grain boundary segregation in Cu(Bi) alloys // Acta Materialia. 1999. v. 47(15-16). p. 4041-4046

280. Straumal B., Muschik T., Gust W., Predel B. The Wetting Transition in High and Low Energy Grain Boundaries in The Cu(In) System // Acta Materialia. 1992. v. 40. No. 5. p. 939-945

281. Bruley J., Keast V. J., Williams D. B. An EELS Study of Segregation-Induced Grain Boundary Embrittlement of Copper // Acta materialia. 1999. v. 47. No 15. p. 4009-4017

282. Liu X. Y., Tham D., Yates D., McMahon C. J. Evidence for the intergranular segregation of tin to grain boundaries of a Cu-Sn alloy and its consequences for dynamic embrittlement // Materials Science and Engineering A. 2007. v. 458. Issues 1-2. p. 123-125

283. Watanabe K., Hashiba M., Yamashina T. A Quantitative Analysis of Surface Segregation and In-depth Profile of Copper-Nickel Alloys // Surface Science. 1976. v. 61. p. 483-490

284. Asahara Y., Tokutaka H., Nishimori K., Ishihara N., Makino N. Surface Composition Analysis of Au-Cu Alloy by Micro-Auger Electron Spectroscopy // Applied Surface Science. 1988. v. 33/34. p. 107-111

285. Kassner M. E. Fundamentals of Creep in Metals and Alloys. Amsterdam: Elsevier, 2008. 295 p.

286. Lee T.J., Park Y.B., Kim W.J. Importance of diffusional creep in fine grained Mg-3Al-1Zn alloys // Materials Science and Engineering A. 2013. v. 580. p. 133-141

287. Massih A.R., Jernkvist L.O. Effect of additives on self-diffusion and creep of UO2 // Computational Materials Science. 2015. v. 110. p. 152-162

288. Reinhold U., Krautheim G., Neidhardt A., Zehe A. Enhancement effects of diffusion and impurity correlation coefficient in diluted Cu(Sn) alloys // Phisica Status Solidi. 1980. v. 62 p. 255-266

289. Кайгородов В. Н., Клоцман С. М., Тимофеев А. Н., Трахтенберг И. Ш. Межкристаллитная самодиффузия в поликристаллическом серебре // Физика Металлов и Металловедение. 1968. т. 25. с. 910-925

290. Lam N. Q., Rothman S. J., Mehrer H., Nowicki L. Self- diffusion in silver at low temperatures // Phisica Status Solidi. 1973. v. 57. p. 225-236

291. Mehrer H. Diffusion in Solid Metals and Alloys. Landolt-Börnstein, Neue Serie (BIII/26) Springer-Verlag, 1990. 747 p.

292. Vaganov D., Zhevnenko S. Determination of Copper Self-Diffusion Coefficients on the Base of High-Temperature Creep Data // Defect and Diffusion Forum. 2006. v. 249.p. 115-118

293. Lifshitz I.M. On the Theory of Diffusion-viscous Flow of Polycrystalline Bodies // Journal of Experimental and Theoretical Physics. 1963. v. 17. No. 4. p. 909-920

294. Burton B., Bastow B.D. The diffusional creep of binary copper alloys // Acta Metallurgica. 1973. v. 21. № 1. p. 13-20

295. Mackliet C.A. Diffusion of Iron, Cobalt, and Nickel in Single Crystals of Pure Copper // Physical Review. 1958. v. 109. p. 1964-1970

296. Krautheim G., Neidhardt A., Reinhold U., Zehe A. Non-Arrthenius Behaviour and Divacancy Contribution in Self-Diffusion of 64Cu in Cu // Kristal und Technik. 1979. v. 14. p. 1491-1500

297. Arzt E., Ashby M.F., Verrall R.A. Interface controlled diffusional creep // Acta Metallia. 1983. v. 31. № 13. p. 1977-1989

298. Burton B. Interface reaction controlled diffusional creep: a consideration of grain boundary dislocation climb sources // Materials Science and Engineering. 1972. v. 10. p. 9-14

299. Нечаев Ю.С., Жуховицкий А.А. О природе сегрегации атомов железа и вакансий вблизи дислокаций в алюминии. Физика металлов и металловедение. 1981. Т. 51.№ 2. С. 326

300. Jones R.B. Diffusion Creep in Polycrystalline Magnesium // Nature. 1965. v. 207. p. 70

301. Thorsen P.A., Bilde-S0rensen J.B. Deposition of material at grain boundaries in tension interpreted in terms of diffusional creep // Materials Science and Engineering A. 1999. v. 265 (1-2). p. 140-145

302. Kuijers F.J., Ponec V. The surface composition of the nickel-copper alloy system as determined by Auger electron spectroscopy // Surface Science. 1977. v. 68. p. 294-304

303. Hoshino K., Iijima Y., Hirano K. Solute enhancement of self-diffusion of copper in copper-tin, copper-indium and copper-antimony dilute alloys // Acta Metallurgica. 1982. v. 30 (1). p. 265-271

304. Gershman E., Zhevnenko S. Isothermes of surface and grain boundary tension of Cu-based alloys with Sb, Sn, In // Defect and Diffusion Forum. 2008. v. 273-276. p. 608-615

305. Aufray B., Giordano H., Seidman D.N. A scanning tunneling microscopy study of surface segregation of Sb at a Cu(111) surface // Surface Science. 2000. v. 447. p. 180-186

306. Erlewein J., Hofmann S. Segregation of tin on (111) and (100) surfaces of copper // Surface Science. 1977. v. 68. p. 71-78

307. Madito M. J., Swart H. C., Terblans J. J. Surface segregation measurements of In and S impurities from a dilute Cu(In,S) ternary alloy // Surface and Interface Analysis. 2013. v. 45(6). p. 1020-1025

308. Горбачев В. А., Клоцман С. М., Рабовский Я. А., Талинский В. К., Тимофеев А. Н. Диффузия примесей в меди. V. Диффузия золота, свинца и висмута в меди // Физика Металлов и Металловедение. 1977. т. 44. с. 214-217

309. Hondros E. D., Lake C. R. Inhibition of Diffusion Creep in Copper by Dissolved Oxygen // Journal of Material Science. 1970. v. 5. p. 374-378

310. Bocquet J.L. Effect of iron on copper self-diffusion // Acta Metallurgica. 1972. v. 20. p. 13471351

311. Гегузин Я. И. (ред.). Поверхностная диффузия и растекание (Материалы Конференции). М.: Наука, 1969. 283 с.

312. Nechaev Yu.S. On the Physics of the Anomalous Characteristics of Fickian Diffusion of Fe and Other Transition-Element Impurities in Crystalline Al at Elevated Temperatures // Defect and Diffusion Forum, 2006, Vols. 251-252, pp. 111-122

313. Борисов В.Т., Голиков В.М., Щербединский Г.В. О связи коэффициентов диффузии с энергией границ зерен // Физика Металлов и Металловедение. 1964. т. 17. вып. 6. с. 881-885

314. Борисов В.Т., Голиков В.М., Щербединский Г.В. // Проблемы металловедения и физики металлов, Металлургиздат, 1962, с. 501

315. Rodin A., Bokstein B. Surface Tension Gradient as Additional Driving Force for Grain Boundary Diffusion. Equilibrium and Non-Equilibrium Cases // Metallofizika i noveishie tekhnologii. 2013. v. 35(9). p. 1223-1230

316. Prokoshkina D., Rodin A.O., Esin V. About Fe Diffusion in Cu // Defect and Diffusion Forum. 2012. v. 323-325. p. 171-176

317. Itckovich A., Bokstein B., Rodin A. Bulk and grain boundary diffusion of Co in Cu // Materials Letters. 2014. v. 135. p. 241-245

318. Gilmer G. H., Farrell H. H. Grain boundary diffusion in thin films. II. Multiple grain boundaries and surface Diffusion // Journal of Applied Physics. 1976. v. 47. p. 4373-4380

319. Хайруллин А.Х., Ицкович А.А., Жевненко С.Н., Родин А.О. Исследование зернограничной диффузии никеля в медно-кобальтовые сплавы // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2013. т. 1 (71). с. 161-165

320. Khairullin A., Nikulkina V., Zhevnenko S, Rodin A., Peculiarity of grain boundary diffusion of Fe and Co in Cu // Defect and Diffusion Forum. 2017. v. 379. p. 215-220

321. Fridel J. Dislocations. Oxford: Pergamon press, 1964. 650 p.

Основные публикации автора по теме диссертации

1. Жевненко С.Н. Установка для определения поверхностного натяжения твердых металлов методом нулевой ползучести // Заводская лаборатория (диагностика материалов) 2005, Т. 71, №9, С. 44-47

2. Vaganov D., Zhevnenko S. Determination of Copper Self-Diffusion Coefficients on the Base of High-Temperature Creep Data // Defect and Diffusion Forum. 2006. v. 249. 2006. p. 115-118

3. Жевненко С.Н., Смирнов А.Н. Расчет поверхностного натяжения границ зерен в бинарных сплавах // Материаловедение. 2006. № 4. с. 22-25

4. Vaganov D., Zhevnenko S. Isothermes of grain boundary tension and grain boundary adsorption in Cu-Sn system // Defect and Diffusion Forum. 2006. v. 258-260. p. 427-432

5. Gershman E., Zhevnenko S. Grain Boundary Surface Tension, Segregation and Diffusion in Cu-Sn System // Defect and Diffusion Forum. 2007. v. 264.p. 39-46

6. Bokstein B., Epishin A., Esin V., Rodin A., Zhevnenko S., Mendelev M. Cross diffusion-stresses effects // Defect and Diffusion Forum. 2007. v. 264. p. 79-89

7. Бокштейн Б.С., Ваганов Д.В., Жевненко С. Н. Изотермы поверхностного натяжения свободной поверхности и границ зерен в системе Cu-Sn // Физика металлов и металловедение. 2007. т. 104. № 6. c. 586-593

8. Gershman E., Zhevnenko S. Isothermes of surface and grain boundary tension of Cu-based alloys with Sb, Sn, In // Defect and Diffusion Forum. 2008. v. 273-276. p. 608-615

9. Жевненко С. Н. Изотермы поверхностного натяжения в системах на основе меди // Физика металлов и металловедение. 2008. т. 106. № 3. c. 1-8

10. Vaganov D.V., Gershman E.I., Zhevnenko S.N. Embrittlement of Cu and Cu-based alloys by Bi and Bi2Te3 // Defect and Diffusion Forum. 2010. v. 297-301. p. 439-443

11. Гершман Е. И., Жевненко С. Н. Метод измерения поверхностного натяжения границы раздела «твердое-газ» «insitu» // Физика металлов и металловедение. 2010. т. 110. № 1. с. 1-7

12. Zhevnenko S. N., Vaganov D. V., Gershman E. I. The Liquid Bismuth Penetration from Solid Bi2Te3: Grain Boundary Embrittlement and Effect of Impurities // Defect and Diffusion Forum. 2011. v. 309 - 310. p. 265-270

13. Zhevnenko S.N., Vaganov D.V., Gershman E.I. Rapid peneteration of bismuth from solid Bi2Te3 along grain boundaries in Cu and Cu - based alloys // Journal of Materials Science. 2011. v. 46. № 12. p. 4248-4253

14. Жевненко С. Н., Ваганов Д. В., Подгорный Д. А. Прямой метод определения сегрегации в твердых растворах серебра в меди, не склонных к зернограничному хрупкому излому // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2011. №.7. с. 81-85

15. Zhevnenko S.N., Gershman E.I. Grain boundary phase transformation in Cu-Co solid solutions // Journal of Alloys and Compounds. 2012. v. 536. p. S554-S558

16. Zhevnenko S., Gershman E. Interface Controlled Diffusional Creep of Cu+2.8 at.% Co Solid Solution // Defect and Diffusion Forum. 2012. v. 322. p. 33-39

17. Vaganov D. V., Zhevnenko S. N., Terentyev Yu. A. Grain Boundary Diffusion of Silver in Copper-Iron Alloys // Defect and Diffusion Forum. 2012. v. 323 - 325. p. 161-164

18. Novikov A. A., Petelin A.L., Bokstein B. S., Zhevnenko S. N., Orelkina D. I. The Formation of Liquid Metal Channels Network under Grain Boundary Wetting in the Cu-Bi System // Defect and Diffusion Forum. 2012. v. 323 - 325. p. 177-181

19. Хайруллин А.Х., Ицкович А.А., Жевненко С.Н., Родин А.О. Исследование зернограничной диффузии никеля в медно-кобальтовые сплавы // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2013. т. 1 (71). с. 161-165

20. Itskovich A., Zhevnenko S., Bokstein B., Gershman E., Rodin A. Adsorption and surface tension isotherms for non-ideal solid solutions // Materials Letters. 2013. v. 90. p. 23-25

21. Zhevnenko S. Interfacial Free Energy of Cu - Co solid solutions // Metallurgical and Materials Transactions A. 2013. v. 44. № 6. p. 2533-2538

22. Бойнович Л. Б., Жевненко С. Н., Емельяненко А. М., Гольдштейн Р. В., Епифанов В. П. Адгезионная прочность контакта льда с супергидрофобным покрытием // Доклады Академии Наук. Химическая технология. 2013. т. 448. № 6. с. 675-679

23. Zhevnenko S. Diffusional creep in Cu-Fe solid solutions // Journal of Alloys and Compounds. 2014. v. 586. p. S210-S213

24. Straumal B.B., Korneva A., Kogtenkova O., Kurmanaeva L., Zi^ba P., Wierzbicka-Miernik A., Zhevnenko S.N., Baretzky B. Grain boundary wetting and premelting in the Cu-Co alloys // Journal of Alloys and Compounds. 2014. v. 615. p. S183-S187

25. Жевненко С.Н., Проценко П.В., Смирнов А.Н., Тимошенко В.А. Взаимодействие многослойного композиционного материала Cu-Nb с насыщенными расплавами свинца // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2015. Т. 1 (1). с. 228-232

26. Zhevnenko S. Surface Free Energy of Copper-Based Solid Solutions // The Journal of Physical Chemistry C. 2015. v. 119. p.2566-2571

27. Zhevnenko S.N., Khayrullin A. K. Interfacial Free Energy and Viscosity of Cu(Ag) Solid Solutions // The Journal of Physical Chemistry C. 2016. v. 120. p.14082-14087

28. Timoshenko V., Traskine V., Zhevnenko S., Protsenko P. Adsorption Effect on Wetting in a Copper/Lead System// The Journal of Physical Chemistry C. 2016. v. 120. p 7662-7669

29. Zhevnenko S., Rodin A., Smirnov A. Surface phase transition in Cu-Fe solid solutions // Materials Letters. 2016. v. 178. p. 1-4

30. Chernyshikhin S.V., Zhevnenko S.N. Effect of copper on interfacial free energy of solid silver // сборник тезисов докладов международной конференции iib-2016 (XV International conference on intergranular and interphase boundaries in materials). 2016. М.: ПКЦ-Альтекс, 101 с.

31. Zhevnenko S.N., Chernyshikhin S.V. Surface phase transitions in cu-based solid solutions // Applied Surface Science. 2017. v. 421. Part A. p. 77-81

32. Khairullin A., Nikulkina V., Zhevnenko S, Rodin A., Peculiarity of grain boundary diffusion of Fe and Co in Cu // Defect and Diffusion Forum. 2017. v. 380. p. 135-140

33. Zhevnenko S.N., Moving grain boundary as a ''comb" for surface particles // Materials Letters. 2018. v. 213. p. 185-188

34. Zhevnenko S.N., Direct Measurements of Surface Free Energy of Solid Solutions: Phase Transitions and Complexions // Topics in Catalysis. 2018 v. 62. pp. 1-9

Патенты

1. RU 2653114 С1, С.Н. Жевненко, С.В. Чернышихин, Устройство измерения поверхностного натяжения и коэффициента вязкости металлов

2. RU 125342 U1, Л. Б. Бойнович, А. М. Емельяненко, С. Н. Жевненко, Устройство для измерения сдвиговой прочности льда к твердым поверхностям

Благодарности

Я благодарен научному консультанту Страумалу Борису Борисовичу за помощь в подготовке диссертации к защите.

Хочу также поблагодарить всех студентов, аспирантов и сотрудников кафедры Физической химии, чей труд стал частью моей работы.

Выражаю особую признательность семье за безграничное терпение и помощь.