Изучение свойств ГЦК-Au в широком диапазоне температур и давлений

Свойства ГЦК-кристалла золота были рассчитаны с помощью аналитического метода (без компьютерного моделирования) в интервале температур: $T = 10-1337$ K и давлений: $P = 0-110$ GPa. Были рассчитаны следующие свойства: уравнение состояния, температура Дебая, первый и второй параметры Грюнайзена, модуль упругости $(B_T)$, коэффициент теплового расширения $(\alpha_p)$, изохорная $(C_v)$ и изобарная $(C_p)$ теплоемкости, удельная поверхностная энергия. Также были рассчитаны производные указанных свойств как по температуре вдоль трех изобар, так и по давлению вдоль трех изотерм. Полученные результаты показали хорошее согласие с данными других авторов. Показано, что при определенной температуре $T_B$ произведение $\alpha_p B_T$ не изменяется сжатии кристалла. При $T>T_B$ функция $\alpha_p B_T$ возрастает, а при $T<T_B$ она убывает при увеличении давления. Для ГЦК-Au получено $T_B = 132$ K. Показано, что изотермы производной модуля упругости по давлению $B'(P)$ пересекаются в точке: $P = 21.58$ GPa, $B'(P) = 7.43$. Функция $B'(P)$ при $P<21.58$ GPa увеличивается, а при $P>21.58$ GPa она уменьшается при с ростом температуры. Показано, что изотерма барической производной изохорной теплоемкости $C'v(P)$ имеет минимум, а изотерма барической производной изобарной теплоемкости $C'_p(P)$ имеет как минимум, так и максимум. На основе полученных зависимостей проанализированы некоторые приближения, которые используются для расчета свойств кристалла при высоких $P$–$T$-условиях.