Спинодальный распад

Спинодальный распад — начальная стадия фазового перехода в системе, находящейся вне области термодинамически устойчивых состояний, что происходит в случае достаточно быстрого фазового перехода. Спинодальный распад состоит в расслоении однородного вещества на различные фазы.

При спинодальном распаде расслоение происходит однородно по всему объёму вещества, в этом отличие от зародышеобразования (нуклеации) для метастабильных состояний. Спинодальный распад определяется диффузией, что позволяет описывать процесс простыми уравнениями.

В 1940 году, исследуя сплавы Cu-Ni-Fe, закалённые, а затем отожжённые в области несмешиваемости, Брэдли обнаружил^[1] сателлиты (боковые полосы) вокруг брэгговских пиков, соответствующих однофазной системе на картине рентгеновской дифракции. Вскоре Дэниэль и Липсон показали,^[2] что дифракционная картина объясняется периодическим изменением параметров решётки, а также обратили внимание на то, что соответствующий период растёт со временем отжига. Объяснение этому феномену было дано в 1955 году М. Хиллертом^[3][4]: он описал явление в предположении восходящей диффузии, предложив уравнение потока для одномерной диффузии на дискретной решётке, отличавшееся от классического уравнения Фика.

Спинодальный распад происходит в различных материалах — сплавах, стёклах, гелях, керамиках, жидких растворах и растворах полимеров.

Пример — образование неоднородной смеси, имеющей мелкозернистую структуру, при резком охлаждении некоторых твёрдых растворов. Спинодальный распад в присутствии нанопор может использоваться для синтеза нанотрубок и наностержней.^[5]

• Фазовый переход
• Спинодаль
• Образование зародышей
• Коалесценция

• Скрипов А.В., Скрипов В.П., Спинодальный распад, УФН 128, вып. 2, 1979, с. 193

1. ↑ A. J. Bradley, X-ray evidence of intermediate stages during precipitation from solid solution, Proc. Phys. Soc. 52, 1940, pp. 80-85
2. ↑ V. Daniel, H. Lipson, The Dissociation of an Alloy of Copper, Iron and Nickel Further X-Ray Work, Proc. R. Soc. Lond. A 182, 1944, pp. 378-387
3. ↑ M. Hillert, A Theory of Nucleation for Solid Metallic Solutions, Sc. D. Thesis (MIT, 1955)
4. ↑ M. Hillert, A Solid Solution Model for Inhomogeneous Systems, Acta Met. 9, 1961, p. 525
5. ↑ В. В. Ерёмин, статья «Спинодальный распад Архивная копия от 23 декабря 2011 на Wayback Machine» в "Словаре нанотехнологических терминов"