Фазовый переход в нанокристаллах кварца в псевдотахилите при изменении температуры

Методом инфракрасной спектроскопии в интервале температур 300–800 K определены размеры и концентрация нанокристаллов $\alpha$-кварца в образцах псевдотахилита, а также внутренние напряжения в этих нанокристаллах. Псевдотахилит представляет собой продукт интенсивного дробления гранита в зоне сейсмогенного разлома. Обнаружено, что размеры нанокристаллов составляют $\sim$20 nm и не зависят от температуры. При повышении температуры их концентрация монотонно уменьшается и стремится к нулю при $\sim$650 K. Одновременно растет концентрация нанокристаллов $\beta$-кварца. При уменьшении температуры исходная концентрация нанокристаллов $\alpha$-кварца восстанавливается. Фазовый переход $\alpha\to\beta$ в нанокристаллах кварца в псевдотахилите начинается при температурах на $\sim$500 K ниже, чем в объеме макрокристалла (846 K), и “растянут” на $\sim$350 K. При комнатной температуре кристаллическая ячейка нанокристаллов сжата под влиянием сил поверхностного натяжения. Эти силы препятствуют фазовому переходу $\alpha\to\beta$. Коэффициент теплового расширения нанокристаллов выше, чем в случаях макрокристаллов, что приводит к уменьшению сжатия и монотонному уменьшению концентрации нанокристаллов $\alpha$-кварца при увеличении температуры.