Прямое исследование механизма образования уплотненных стекол SiO 2 под давлением
Ф. С. Елькин, В. В. Бражкин, Л. Г. Хвостанцев, О. Б. Циок, А. Г. Ляпин
Институт физики высоких давлений РАН, 142190 Троицк, Московская обл., Россия
PACS: 62.50.+p, 64.70.Pf
Abstract
Выполнены прямые измерения объема стеклообразного a-SiO2
при сжатии до 9 ГПа при высоких температурах до 730 К как при увеличении,
так и при снятии давления. Установлено, что остаточное уплотнение стекла
a-SiO2 после обработки высокими давлениями связано с необратимым
превращением, сопровождаемым небольшим изменением объема непосредственно под
давлением. Новая аморфная модификация имеет значительно более высокий
объемный модуль (на 80% больше исходного значения), в результате чего
остаточное уплотнение при нормальных условиях может достигать 18%. Показано,
что с ростом температуры давление превращения смещается в область низких
давлений около 4 ГПа. Сделан вывод о существовании в a-SiO2 по крайней
мере двух фазовых превращений при сжатии, сопровождающихся перестройкой
структуры. Предложена неравновесная фазовая диаграмма стеклообразного
SiO2, объясняющая все имеющиеся к настоящему времени экспериментальные
данные и подтверждаемая существующими результатами моделирования.