六角形（4H）相から銀の立方相への構造相転移の性質

シルバーの六角形4Hポリタイプから一般的に既知の3C（FCC）相への相転移は、X線回折、電子顕微鏡、微分走査熱量測定、およびラマン分光法を使用して詳細に研究されました。相転移は不可逆的であり、広範な微細構造の変化と粒子の成長を伴います。詳細なスキャンおよび等温熱量分析は、それが自己触媒変換であることを示唆しています。熱量測定データは、155.6°C（2 k分（-1）の加熱速度の場合）と312.9 j g（-1）の潜熱で発症した発熱1次位相遷移を示唆していますが、微細構造と微細構造と電気抵抗は、はるかに低い温度から徐々に変化するようです。4H相は、4H→3C変換温度に近づくにつれてモードが柔らかくなる64.3 cm（-1）（4 k）のラマンアクティブモードを示しています。第一原理密度官能理論の計算は、4H-Agの積み重ね断層エネルギーが温度とともに単調に増加することを示しています。その4H-AGは、3C-AGよりも積極的な障害の密度が高いことを意味し、より高い温度での前者の収集可能性を意味します。エネルギー的には、4H相は、-4°Cでの4H相から4H相への自然変換によって示されるように、六角形2H相と3C基底状態の中間です。私たちのデータは、4H-AG相が減少した寸法で安定化されており、熱的に誘導される粒子成長がおそらく、立方体AGへの不可逆的な変換を引き起こす原因であることを示しているようです。

The phase transition from the hexagonal 4H polytype of silver to the commonly known 3C (fcc) phase was studied in detail using x-ray diffraction, electron microscopy, differential scanning calorimetry and Raman spectroscopy. The phase transition is irreversible and accompanied by extensive microstructural changes and grain growth. Detailed scanning and isothermal calorimetric analysis suggests that it is an autocatalytic transformation. Though the calorimetric data suggest an exothermic first-order phase transition with an onset at 155.6 °C (for a heating rate of 2 K min(-1)) and a latent heat of 312.9 J g(-1), the microstructure and the electrical resistance appear to change gradually from much lower temperatures. The 4H phase shows a Raman active mode at 64.3 cm(-1) (at 4 K) that undergoes mode softening as the 4H → 3C transformation temperature is approached. A first-principles density functional theory calculation shows that the stacking fault energy of 4H-Ag increases monotonically with temperature. That 4H-Ag has a higher density of stacking faults than 3C-Ag, implies the metastability of the former at higher temperatures. Energetically, the 4H phase is intermediate between the hexagonal 2H phase and the 3C ground state, as indicated by the spontaneous transformation of the 2H to the 4H phase at -4 °C. Our data appear to indicate that the 4H-Ag phase is stabilized at reduced dimensions and thermally induced grain growth is probably responsible for triggering the irreversible transformation to cubic Ag.