Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency
The p-V-T equation of state of superhard boron suboxide B₆O has been measured up to 6 GPa and 2700 K using multianvil technique and synchrotron X-ray diffraction. To fit the experimental data, the theoretical p-V-T equation of state has been derived in approximation of the constant value of the And...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2014
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126121 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency / O.O. Kurakevych, V.L. Solozhenko // Сверхтвердые материалы. — 2014. — № 4. — С. 68-77. — Бібліогр.: 43 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-126121 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Kurakevych, O.O. Solozhenko, V.L. 2017-11-14T18:21:34Z 2017-11-14T18:21:34Z 2014 Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency / O.O. Kurakevych, V.L. Solozhenko // Сверхтвердые материалы. — 2014. — № 4. — С. 68-77. — Бібліогр.: 43 назв. — англ. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126121 546.27:536.713 The p-V-T equation of state of superhard boron suboxide B₆O has been measured up to 6 GPa and 2700 K using multianvil technique and synchrotron X-ray diffraction. To fit the experimental data, the theoretical p-V-T equation of state has been derived in approximation of the constant value of the Anderson-Grüneisen parameter δT. Bulk modulus B₀ =181 GPa and its first pressure derivative B₀' = 6 at 300 K; two parameters describing thermal expansion at 0.1 MPa, i.e., a = 1.4×10–5 K–1 and b = 5×10–9 K–2 as well as dT = 6 have been included in the model. The good agreement between fitted and experimental isobars has been achieved to the absolute volume changes up to 5 % as compared to the volume at standard conditions, V0. The fitted thermal expansion at 0.1 MPa well consistent with the experimental data as well as with ambient-pressure heat capacity cp, bulk modulus B₀ and dT describing its evolution with volume and temperature have been discussed. The fitted value of Grüneisen parameter g = 0.85 in agreement with previous empiric estimations for B₆O and experimental values for other boron-rich solids has been reported. p, V, T-рівняння стану надтвердого субоксиду бору B₆₀ було поміряно до 6 ГПа і 2700 К в багатопуансонному апараті високого тиску методом дифракції синхротронного випромінювання. Для опису експериментальних даних було запропоновано теоретичне p, V, T-рівняння стану в наближенні постійного значення параметра Андерсена-Грюнайзена δT. Модель включає модуль стиснення B₀ =181 ГПа і його першу похідну по тиску B₀′ = 6 при 300 К; два параметри, що описують термічне розширення при 0,1 МПа, а саме a = 1,4∙10–5 К–1 і b = 5∙10⁻⁹ К⁻², а також δT = 6. Хорошу відповідність між розрахованими і експериментальними ізобарами було досягнуто аж до абсолютної зміни обсягу в 5 % порівняно з початковим об’ємом V0 при 0,1 МПа і 300 К. Отримані значення термічного розширення при 0,1 МПа добре узгоджуються не тільки з експериментальними даними, але і з теплоємністю cp при атмосферному тиску, модулем стиснення B₀ і параметром δT, що описує зміну модуля стиснення з об’ємом/температурою. Отримане значення параметра Грюнайзена γ = 0,85 знаходиться у відповідності з емпіричними оцінками для B₆₀ і експериментальними значеннями для інших сполук з великим вмістом бору. p, V, T-уравнение состояния сверхтвердого субоксида бора B₆₀ было измерено до 6 ГПа и 2700 К в многопуансонном аппарате высокого давления методом дифракции синхротронного излучения. Для описания экспериментальных данных было предложено теоретическое p, V, T-уравнение состояния в приближении постоянного значения параметра Андерсена-Грюнайзена δT. Модель включает модуль сжатия B₀ = 181 ГПа и его первую производную по давлению B₀′ = 6 при 300 К; два параметра, описывающих термическое расширение при 0,1 МПа, а именно a = 1,4∙10–5 К–1 и b =5∙10⁻⁹ К⁻², а также δT = 6. Хорошее соответствие между рассчитанными и экспериментальными изобарами было достигнуто вплоть до абсолютного изменения объема в 5 % по сравнению с исходным объемом V0 при 0,1 МПа и 300 К. Полученные значения термического расширения при 0.1 МПа хорошо согласуются не только с экспериментальными данными, но и с теплоемкостью cp при атмосферном давлении, модулем сжатия B₀ и параметром δT, описывающим изменение модуля сжатия с объемом/температурой. Полученное значение параметра Грюнайзена γ = 0,85 находится в соответствии с эмпирическими оценками для B₆₀ и экспериментальными значениями для других соединений с большим содержанием бора. In situ experiments at HASYLAB-DESY have been performed during beamtime allocated to Projects DESY-D-I-20080149 EC and DESY-D-I-20120445 EC and received funding from the European Community’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement no.° 226716. This work was financially supported by the Agence Nationale de la Recherche (grant ANR-2011- BS08-018). en Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Получение, структура, свойства Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency |
| spellingShingle |
Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency Kurakevych, O.O. Solozhenko, V.L. Получение, структура, свойства |
| title_short |
Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency |
| title_full |
Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency |
| title_fullStr |
Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency |
| title_full_unstemmed |
Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency |
| title_sort |
thermoelastic equation of state of boron suboxide b₆o up to 6 gpa and 2700 k: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency |
| author |
Kurakevych, O.O. Solozhenko, V.L. |
| author_facet |
Kurakevych, O.O. Solozhenko, V.L. |
| topic |
Получение, структура, свойства |
| topic_facet |
Получение, структура, свойства |
| publishDate |
2014 |
| language |
English |
| container_title |
Сверхтвердые материалы |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| format |
Article |
| description |
The p-V-T equation of state of superhard boron suboxide B₆O has been measured up to 6 GPa and 2700 K using multianvil technique and synchrotron X-ray diffraction. To fit the experimental data, the theoretical p-V-T equation of state has been derived in approximation of the constant value of the Anderson-Grüneisen parameter δT. Bulk modulus B₀ =181 GPa and its first pressure derivative B₀' = 6 at 300 K; two parameters describing thermal expansion at 0.1 MPa, i.e., a = 1.4×10–5 K–1 and b = 5×10–9 K–2 as well as dT = 6 have been included in the model. The good agreement between fitted and experimental isobars has been achieved to the absolute volume changes up to 5 % as compared to the volume at standard conditions, V0. The fitted thermal expansion at 0.1 MPa well consistent with the experimental data as well as with ambient-pressure heat capacity cp, bulk modulus B₀ and dT describing its evolution with volume and temperature have been discussed. The fitted value of Grüneisen parameter g = 0.85 in agreement with previous empiric estimations for B₆O and experimental values for other boron-rich solids has been reported.
p, V, T-рівняння стану надтвердого субоксиду бору B₆₀ було поміряно до 6 ГПа і 2700 К в багатопуансонному апараті високого тиску методом дифракції синхротронного випромінювання. Для опису експериментальних даних було запропоновано теоретичне p, V, T-рівняння стану в наближенні постійного значення параметра Андерсена-Грюнайзена δT. Модель включає модуль стиснення B₀ =181 ГПа і його першу похідну по тиску B₀′ = 6 при 300 К; два параметри, що описують термічне розширення при 0,1 МПа, а саме a = 1,4∙10–5 К–1 і b = 5∙10⁻⁹ К⁻², а також δT = 6. Хорошу відповідність між розрахованими і експериментальними ізобарами було досягнуто аж до абсолютної зміни обсягу в 5 % порівняно з початковим об’ємом V0 при 0,1 МПа і 300 К. Отримані значення термічного розширення при 0,1 МПа добре узгоджуються не тільки з експериментальними даними, але і з теплоємністю cp при атмосферному тиску, модулем стиснення B₀ і параметром δT, що описує зміну модуля стиснення з об’ємом/температурою. Отримане значення параметра Грюнайзена γ = 0,85 знаходиться у відповідності з емпіричними оцінками для B₆₀ і експериментальними значеннями для інших сполук з великим вмістом бору.
p, V, T-уравнение состояния сверхтвердого субоксида бора B₆₀ было измерено до 6 ГПа и 2700 К в многопуансонном аппарате высокого давления методом дифракции синхротронного излучения. Для описания экспериментальных данных было предложено теоретическое p, V, T-уравнение состояния в приближении постоянного значения параметра Андерсена-Грюнайзена δT. Модель включает модуль сжатия B₀ = 181 ГПа и его первую производную по давлению B₀′ = 6 при 300 К; два параметра, описывающих термическое расширение при 0,1 МПа, а именно a = 1,4∙10–5 К–1 и b =5∙10⁻⁹ К⁻², а также δT = 6. Хорошее соответствие между рассчитанными и экспериментальными изобарами было достигнуто вплоть до абсолютного изменения объема в 5 % по сравнению с исходным объемом V0 при 0,1 МПа и 300 К. Полученные значения термического расширения при 0.1 МПа хорошо согласуются не только с экспериментальными данными, но и с теплоемкостью cp при атмосферном давлении, модулем сжатия B₀ и параметром δT, описывающим изменение модуля сжатия с объемом/температурой. Полученное значение параметра Грюнайзена γ = 0,85 находится в соответствии с эмпирическими оценками для B₆₀ и экспериментальными значениями для других соединений с большим содержанием бора.
|
| issn |
0203-3119 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126121 |
| citation_txt |
Thermoelastic equation of state of boron suboxide B₆O up to 6 GPa and 2700 K: simplified anderson-grüneisen model and thermodynamic consistency / O.O. Kurakevych, V.L. Solozhenko // Сверхтвердые материалы. — 2014. — № 4. — С. 68-77. — Бібліогр.: 43 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT kurakevychoo thermoelasticequationofstateofboronsuboxideb6oupto6gpaand2700ksimplifiedandersongruneisenmodelandthermodynamicconsistency AT solozhenkovl thermoelasticequationofstateofboronsuboxideb6oupto6gpaand2700ksimplifiedandersongruneisenmodelandthermodynamicconsistency |
| first_indexed |
2025-12-01T11:05:17Z |
| last_indexed |
2025-12-01T11:05:17Z |
| _version_ |
1850860032619446272 |