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Interfacial free energy and interfacial stress: The case of an internal interface in a solid

1989; University of Toronto Press; Volume: 37; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(89)90004-7

1878-0768

John W. Cahn,

Composite Material Mechanics

When the order parameter affects the lattice parameter a stress arises in the antiphase boundary between two domains of an ordered phase. Near the critical point this stress raises the magnitude of the free energy of the interface and narrows its width. It also gives rise to some anisotropy, but does not change the exponents of the critical behavior for energy and width (respectively 32 and −12 classically, and 1.3 and −0.6 in modern critical theory). The interfacial stress on the other hand is much more anisotropic, can be positive or negative with a magnitude that approaches zero with a classical exponent of 12 or 0.0 according to modern critical theory. Thus the ratio of stress to free energy diverges. Quand le paramètre d'ordre influence le paramètre de réseau, une contrainte naît dans la paroi d'antiphase entre deux domaines d'une phase ordonnée. Près du point critique cette contrainte atteint l'ordre de grandeur de l'énergie libre de l'interface et réduit sa largeur. Elle donne aussi naissance à quelque anisotropie, mais ne change pas les exposants critiques pour l'énergie et pour la largeur (respectivement 32 et −5 dans la théorie classique et 1,3 et −0,6 dans la théorie critique moderne). D'autre part, la contrainte à l'interface est beaucoup plus anisotrope, elle peut etre positive ou négative et peut atteindre 0 avec l'exposant classique 12 ou 0,0 suivant la théorie moderne. Donc le rapport de la contrainte à l'énergie libre diverge. Wenn der Ordnungsparameter den Gitterparameter beeinfluβt, dann entsteht eine Spannung in der Antiphasengrenze zwischen zwei Dmänen einer geordneten Phase. In der Nähe des kritischen Punktes erhöht diese Spannung die freie Energie der Grenzfläche und engt ihre Breite ein. Auβerdem führt die Spannung zu einer gewissen Anisotropie, ändert aber nicht die Exponenten des kritischen Verhaltens für Energie (32 klassisch und 1,3 bei moderner kritischer Theorie) und Breite (entsprechend: −12 und −0,6). Andererseits ist die Grenzflächenspannung viel anisotroper, sie kann negativ und positiv sein mit einem Betrag um Null, mit einem Exponenten von 12 (klassisch) und 0,0 (moderne kritische Theorie). Das Verhältnis zwischen Spannung und freier Energie divergiert also.