Изучение фрагментации кристалла при всестороннем сжатии

На основании аналитического метода (т. е. без компьютерного моделирования) изучено изменение удельной (на единицу площади) поверхностной энергии $(\sigma)$ кристалла от нормированного объема $(v/v_0)$ вдоль различных изотерм. Здесь $v_0$ – значение объема при нулевых значениях давления и абсолютной температуры. Показано, что функция $\sigma(v/v_0)$ при определенном сжатии $(v/v_0)_{\mathrm{frS}}<1$ переходит в отрицательную область. Такое поведение функции $\sigma(v/v_0)$ при $v/v_0<(v/v_0)_{\mathrm{frS}}$ должно стимулировать фрагментацию кристалла, при которой кристалл будет стремиться любым путем увеличить свою межкристаллитную поверхность. Показано, что отрицательное значение функции $\sigma(v/v_0)$ должно стимулировать как фрагментацию структуры кристалла, так и нагревание фрагментирующей среды и появление в этой среде поверхностного давления, обусловленного появлением внутренней поверхности. Проведены расчеты величины $(v/v_0)_{\mathrm{frS}}$ для кристаллов Ne, Li и Au при различных температурах. На основании экспериментальных данных указаны давления, которые соответствуют рассчитанным значениям $(v/v_0)_{\mathrm{frS}}$. Показано, что эти давления вполне достижимы в современных экспериментах по статическому сжатию этих кристаллов.