Объемная плотность энергии деформации в системе мезопористый кремний – сорбированная вода в интервале температур 233–273 К

DOI: 10.34759/tpt-2020-12-5-225-232

Авторы

Бардушкин В. В.^1*, Кочетыгов А. А.^2**, Шиляева Ю. И.³, Воловликова О. В.^3***, Дронов А. А.^3****

1. Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН, 115487, Москва, ул. Нагатинская, 18
2. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
3. Национальный исследовательский университет «МИЭТ», 124498, Москва, Зеленоград, пл. Шокина, д. 1

*e-mail: bardushkin@mail.ru
**e-mail: aakcht@gmail.com
***e-mail: 5ilova87@gmail.com
****e-mail: mfh.miet@gmail.com

Аннотация

Рассматриваются мезопористые структуры на основе кремния с адсорбированной водой. Построена математическая модель прогнозирования значений объемной плотности энергии деформации в интервале температур 233–273 К, возникающей при плавлении замерзшей в мезопорах воды и обусловленной отличиями термических коэффициентов линейного расширения элементов неоднородности исследуемых материалов. Модель опирается на обобщенное сингулярное приближение теории случайных полей и понятие оператора концентрации напряжений (тензора четвертого ранга), связывающего средние по материалу напряжения с их локальными значениями в пределах отдельного элемента неоднородности. Проведены численные модельные расчеты и исследованы зависимости значений указанной энергетической характеристики от объемного содержания воды в матрице пористого кремния.

Ключевые слова:

porous silicon, water, ice, matrix composite, thermoelastic properties, stress concentration tensor, bulk density of the deformation energy, modeling