ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Фононный спектр и теплоемкость из "Нанокристаллические материалы Методы получения и свойства " При Т О теплоемкость С,(/ ) (3.22) убывает быстрее, чем де-баевская теплоемкость С, (3.20), поэтому, согласно [285], в области низких температур ЛС = С,(/ ) - С, 0. Это значит, что существует некоторая температура Г,,, ниже которой ЛС О, а при Т Т, эта разность ЛС О (рис. 3.9). [c.83] Поскольку в большинстве случаев температура Дебая % г) наночастиц меньше, чем 0 соответствующих массивных материалов, то из (3.29) следует, что эффективная скорость звука в наночастицах понижается при уменьшении размера пропорционально где т I. [c.85] Теплоемкость — одно из наиболее изученных свойств наночастиц. Интересны результаты исследования теплоемкости коллоидных наночастиц Ag и Аи в области очень низких температур 0,05—10,0 К в магнитном поле с плотностью магнитного потока 5 от О до 6 Тл [291]. При Г 1 К теплоемкость наночастиц Ag d = 10 нм) и Au (d = 4,6 и 18 нм) в 3—10 раз больше тако-у, вой массивных образцов. Теплоемкость самых крупных частиц Ли ( = 18 нм) в области 0,2—1,0 К почти совпадает с ее величиной для массивного образца. С уменьшением размера частиц Аи от 18 до 6 нм дополнительный положительный вклад в теплоемкость сначала растет, а при дальнейшем уменьшении диаметра до 4 нм несколько понижается, но не исчезает и остается положительным даже для кластеров Аи, размером 1,5 нм. Измерения теплоемкости наночастиц серебра Ag в магнитном поле с В = 6 Тл обнаружили квантовый размерный эффект при Г 1 К теплоемкость наночастиц Ag была меньше, а при Г 1 К — больше таковой массивного серебра (рис. 3.10). Этот экспериментальный результат хорошо согласуется с теоретическими выводами [285] о квантовом размерном эффекте теплоемкости наночастиц. Аналогичный эффект на коллоидных частицах Аи наблюдать не смогли, так как их теплоемкость с ростом плотности магнитного потока становится неизмеримо мала. [c.86] Аналогичный размерный эффект на теплоемкости нанокри-сталлического порошка Pd со средним диаметром частиц 8 нм наблюдали в работе [295]. Температурную зависимость теплоемкости нанокристаллического палладия /r-Pd при 1 К 7 20 К описали степенной функцией С Т) = аТ + h P + е Р, аналогичной формуле (3.15) при фиксированном значении г. В зависимости С(Т) массивного палладия квадратичный член hP отсутствовал. Коэффициент электронной теплоемкости /i-Pd оказался немного меньше, а температурный коэффициент решеточной теплоемкости — в 2 раза больше, чем те же коэффициенты а и h для массивного палладия (табл. 3.2). Результаты [295] находятся в хорошем согласии с данными [293] по теплоемкости -Pd. [c.88] Согласно [297], теплоемкость наночастиц никеля Ni диаметром 22 нм примерно в 2 раза больше теплоемкости массивного никеля при 300—800 К. На зависимости С(Т) /r-Ni наблюдаются слабый размытый экзотермический эффект при 380—480 К, связанный с собирательной кристаллизацией частиц никеля, и большой эндотермический пик с максимумом при 560 К, обусловленный магнитным фазовым переходом. В массивном никеле слабый эндотермический пик, соответствующий магнитному превращению, наблюдался при 630 К. [c.89] Авторы [298] методом неупругого рассеяния нейтронов при 100—300 К изучили фононную плотность состояний крупнозернистого поликристаллического Ni и нанокристаллического никеля с размером частиц примерно 10 нм в виде порошка и спрессованного компактного образца с относительной плотностью 80 %. Наиболее заметным размерным эффектом является увеличение плотности фононных состояний образцов / -Ni в сравнении с крупнозернистым Ni в области энергий ниже 15 мэВ (рис. 3.12). Согласно [298], изменение фононного спектра rt-Ni обусловлено малой плотностью вещества на границах зерен. [c.89] Вернуться к основной статье