Аннотация:
Развита модель упругой стабильности соленых льдов с однородным распределением компонентов в объеме, находящихся в условиях высоких давлений ($P>$ 0.1 GPa) и низких температур ($T<$ 220 K). Использованы основные принципы теории упругой перколяции и теории гидратации ионов (образования сферических кластеров с ориентированными на ион диполями молекул воды) в жидком растворе. Модель позволяет найти зависимость упругой стабильности ледяных растворов от концентрации и температуры для любых солей, распадающихся на ионы с разными валентностями и эффективными радиусами. Неплохая согласованность модельных и экспериментальных зависимостей свидетельствует о существовании гидратных сфер в ледяном растворе, но с более узким, чем в жидком состоянии, распределением сфер по размерам и более крутым падением размеров сфер при росте концентрации соли в интервале $x\sim$ 0.001–0.01. В результате конкурентных влияний, усиливающих или ослабляющих упругие вклады замерзших сфер, стабильность твердого раствора сложным образом зависит от температуры и концентрации солей, имея вблизи фазовых переходов в водяной матрице особенности типа максимумов. Из модельных расчетов следует возможность существования сверхнизкой упругой стабильности твердых ледяных растворов (меньше в 5–30 раз, чем у чистого водяного льда), как и наблюдается в экспериментах даже с низкими весовыми долями солей на уровне $x\sim$ 0.0001–0.01 при $T<$ 220 K.
Полный текст:
PDF файл (393 kB)
