Low Temperature Physics: 39, 487 (2013); https://doi.org/10.1063/1.4811333 (6 pages)
Физика Низких Температур: Том 39, Выпуск 6 (Июнь 2013), c. 627-634    ( к оглавлению , назад )

Кинетика зародышеобразования при структурном ОЦК-ГПУ переходе в твердом гелии

А.П. Бирченко1, Е.О. Вехов1, Н.П. Михин1, Э.Я. Рудавский1, В.Г. Байдаков2

1Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Ленина, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: birchenko@ilt.kharkov.ua

2Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики Уральского отделения РАН ул. Амундсена, 106, г. Екатеринбург, Свердловская область, 620016, Россия

Статья поступила в редакцию 28 декабря 2012 г.

Аннотация

Проведено экспериментальное исследование кинетики образования зародышей ГПУ фазы в переох-лажденной ОЦК фазе твердого 4Не и раствора 3Не–4Не, содержащего 1% 3Не. Использован метод прецизионного измерения давления кристалла при его охлаждении вдоль изохор вблизи линии фазового равновесия ОЦК–ГПУ. Обнаружено, что в 4Не время жизни метастабильной ОЦК фазы имеет сложную зависимость от величины переохлаждения, которая может быть описана с привлечением двух механизмов зародышеобразования — гомогенного и гетерогенного. Показано, что при больших переохлаждениях ОЦК фазы в тщательно отожженных кристаллах реализуется гомогенный механизм нуклеации, а при малых переохлаждениях — гетерогенный механизм, характеризующийся значениями активационных коэффициентов, которые на несколько порядков меньше гомогенных. Исследовано также влияние дефектов и примесей на процесс зародышеобразования. Обнаружено, что в неотожженных (дефектных) кристаллах 4Не частота зародышеобразования испытывает огромный разброс значений, что свидетельствует о плохой воспроизводимости от кристалла к кристаллу. Установлено, что для отожженных образцов раствора 3Не–4Не полученные данные о кинетике нуклеации могут быть описаны лишь механизмом гетерогенного зародышеобразования.

PACS: 67.80.–s Квантовые кристаллы;
PACS: 67.60.–g Смешанные системы; жидкие смеси 3He, 4He.

Ключевые слова: твердый гелий, структурный фазовый переход, метастабильная фаза, зародышеобразование.