Фазовый переход и тепловое расширение гексафторэтана

Анотація

Проведены рентгеновские исследования параметров решетки поликристаллического гексафторэтана и получены данные о коэффициентах линейного и объемного теплового расширения низко- и высокотемпературной фаз в интервале температур 5–130 К. Установлена значительная анизотропия теплового расширения низкотемпературной моноклинной фазы. Характер анизотропии расширения подобен наблюдающемуся обычно в слоистых кристаллах. В высокотемпературной фазе обнаружено сильное затухание дифракционной картины. Высказано предположение, что этот эффект связан с особенностями динамики решетки С₂F₆, обусловленными сильным вращательно-трансляционным взаимодействием. В таком случае становится вероятным связанное с повышением температуры нарастание беспорядка как в ориентационной, так и трансляционной подсистемах кристалла и получение в определенный момент состояния «динамического стекла». Объяснен наблюдавшийся ранее эффект смещения температуры ориентационного фазового перехода до 70 К. Проведен термодинамический анализ вкладов в теплоемкость трансляционной и вращательной подсистем. Получены свидетельства чрезвычайно сильного растормаживания торсионного вращения молекул С₂F₆, приводящего, в итоге, к структурному фазовому превращению. Показано, что температурное изменение коэффициента Грюнайзена низкотемпературной фазы гексафторэтана имеет вид, качественно подобный температурной зависимости коэффициента Грюнайзена, наблюдавшейся для этана и других простых молекулярных веществ. Это может быть свидетельством близости динамики решеток и сценариев ориентационного разупорядочения в области фазовых переходов этих веществ.