"Кризис" явно проявляется, в частности, в том, что в традиционой молекулярной модели, как выяснилось, вообще нет затвердевания (по кинетическим свойствам) и, соответственно, вообще нет твердого тела. К настоящему времени уже вполне ясно, что в компьютерной молекулярной модели кинетические свойства плотного газа или простой жидкости сохраняются и при температурах твердого состояния, вплоть до температур около абсолютного нуля. Движение частиц в модели остается при всех температурах дрейфовым и безактивационным; нет прочности структуры, то есть не появляются энергетические барьеры, препятствующие элементарным актам вязкого течения, диффузии, ионного электропереноса и других процессов. Энергии активации вязкости ЕV, диффузии ЕD, ионного электропереноса ЕR и другие остаются практически нулевыми или небольшими по сравнению с RT и не оказывают существенного влияния на кинетику процессов. В компьютерной модели не появляется жесткость, прочность структуры, её стабильность к перегруппировкам частиц, которая характерна для реальных кристаллов или стёкол, и мерою которой можно считать измеряемые энергии активации ЕV, ЕD, ER и др. В модели движение атомов и в области твердого состояния ограничивается, как и в газах, в основном лишь отталкиванием их жестких сердцевин, то есть чисто кинетическими причинами, но не жесткостью структуры, не энергетическими барьерами. Не появляется прочность, характерная для реальных твердых тел. Не удается получить в модели хрупкое разрушение, распространение сдвиговых волн и другие явления, отличающие реальное твёрдое тело от плотного газа [7]. К настоящему времени, с успехами техники переохлаждения жидкостей, с получением металлических стекол и др., становится ясно, что практически каждую жидкость можно, переохлаждая, "провести" через все промежуточные состояния и застекловать. Обобщение обширного опытного материала показало [9, 10, 7], что изменение подвижности атомов при затвердевании "нормальной" жидкости с малой вязкостью характеризуется следующими данными: вязкость изменяется как при кристаллизации, так и при стекловании примерно от 10-3 до 1012 Па*с, коэффициент диффузии от 10-4 до 10-9 см2/с, коэффициент ионной электропроводности - примерно от 100 до 10-5 ом-1см-1. Скачок (изменение) вязкости составляет при затвердевании около 15 порядков величины, а коэффициентов диффузии и ионной электропроводности - примерно 5 порядков величины. Температура стеклования маловязкой жидкости составляет примерно половину температуры плавления, Тст Tпл/2. При дальнейшем охлаждении уже в области твердого состояния (кристалла или стекла) кинетические коэффициенты быстро изменяются и примерно к температуре Тст/2 проходят весь интервал значений, доступный измерениям и составляющий 10-20 порядков величины; при более низких температурах процессы вязкого течения, диффузии и др. обычно практически не идут, то есть скорость их меньше значений, доступных измерениям. У реальных веществ на интервале от жидкости с малой вязкостью (Т>Тпл) до температуры Тст/2 в результате затвердевания происходит очень большое изменение кинетических свойств; так, вязкость возрастает примерно на 20 порядков величины. В компьютерной модели кинетические свойства мало изменяются, примерно лишь на порядок величины, то есть приблизительно на столько же, как и коэффициент диффузии в разреженных газах, на том же интервале температур. Более того, изменение кинетических свойств в модели остается небольшим (1-2 порядка) даже и на всем интервале от закритического плотного газа выше критической температуры до области около абсолютного нуля. Чтобы убедиться в том, что в традиционной молекулярной модели действительно нет затвердевания, нами выполнено более сотни компьютерных экспериментов по различным методикам. Выполняли прямое моделирование вязкого или пластического течения, ионного электропереноса, релаксации механических напряжений, релаксации формы системы, упорядочения (кристаллизации) и ряда других процессов. Определяли спектр колебаний системы для выявления мягких мод и оценки устойчивости решетки при механической нагрузке; вычисляли кинетические свойства по методикам Кубо, Гельфанда [11]; моделировали элементарные акты процессов с определением энергий активации и др. [7]. Следует отметить, что к настоящему времени в литературе накоплено уже много данных по результатам компьютерного определения кинетических свойств методами молекулярной динамики. Только в Свердловске после 1985 г. защищено более 10 диссертаций с компьютерными определениями кинетических коэффициентов в области твердого состояния. Можно обосновать отсутствие затвердевания в традиционной модели по результатам, например, американских или японских, российских или европейских исследователей и др. Насколько нам известно, ни в одном случае не получен коэффициент диффузии менее 10-8 см2/с или вязкость больше 100 Па*с, которую в вискозиметрии иногда называют вязкостью глицерина или подсолнечного масла. Это означает, что ни один исследователь не достиг "затвердевания" хотя бы до консистенции глицерина.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «В ТРАДИЦИОННОЙ МОДЕЛИ НЕТ ЗАТВЕРДЕВАНИЯ» з дисципліни «Про кризу кінетичної теорії рідини і затвердіння»
