Abstract
For the first time the negative values of the Poisson ratios have been calculated and the auxetic directions of fullerite have been determined. The values of the Poisson ratios are directed along the crystallographic directions of type, which is indicative of the non-axial auxeticity. It has been established that with a rise in temperature from 100 K to 170 K, the degree of auxeticity is reduced in proportion to reduction of elastic anisotropy factor . The auxeticity of fullerite disappears completely in the temperature range of , the anisotropy remaining practically constant (А = 2.2). At the degree of auxeticity again quickly grows in proportion to a rapid growth of anisotropy А. The revealed regularity is typical for crystals of all types of cubic crystal system: increase in the degree of auxeticity close to phase transition points. Such abnormal behaviour of and has been explained on the basis of analysis of thermodynamic properties of fullerite . In the high-temperature region , due to thermal excitation of the rotational degrees of freedom, the chaotic rotation of molecules is increased, providing for the energy efficiency and stability of a closely packed face-centered cubic structure. It has been established that orientation glass-ordered phase transition is caused by a jump-like change in crystal lattice period of fullerite , leading to increase in the degree of auxeticity close to . The mechanisms and regularities of auxeticity formation at points of phase transitions and have been revealed. It has been established that the Gruneisen parameter which is a degree of shift of crystal vibration spectrum frequencies due to a change in the volume is more responsive to crystal lattice deformations. The method proposed here for determination of abnormal deformations with a change in rotational motion of molecules makes it possible not only to determine the appearance of auxetic properties, but also to get their quantitative value – the Poisson ratio in certain crystallographic directions ( at ).
Highlights
В теорії пружності анізотропних твердих тіл найбільш інформативними параметрами є модулі пружності Cijkl та коефіцієнти Пуассона μijkl, які визначають механічні властивості матеріалів у певних кристалографічних напрямках
У даній роботі із експериментальних значень модулів пружності Cijkl [4] визначені коефіцієнти Пуассона μijkl та вперше побудовані вказівні поверхні ауксетичності молекулярних монокристалів фуллеритів C60 в інтервалі температур 100–300 K
Подольський // ФНТ. – 1998. – Т. 24, No 7. – С. 689–703
Summary
В теорії пружності анізотропних твердих тіл найбільш інформативними параметрами є модулі пружності Cijkl та коефіцієнти Пуассона μijkl, які визначають механічні властивості матеріалів у певних кристалографічних напрямках. На даний час продовжується інтенсивний пошук нових ауксетичних матеріалів та вивчення механізмів виникнення від’ємних значень коефіцієнтів Пуассона [3]. Перший детальний огляд ауксетичних властивостей композиційних матеріалів, кристалічних тіл і молекулярних кристалів проведений в роботі [3]. Однак переважна більшість експериментальних і теоретичних досліджень зосереджена тільки на визначенні екстремальних значень коефіцієнтів Пуассона у певних кристалографічних напрямках. Аналіз ауксетичних властивостей деяких кристалів кубічної, тетрагональної, гексагональної, ромбоедричної і орторомбічної сингоній проведений в роботі [7]. Що при певних орієнтаціях розтягу коефіцієнти Пуассона не тільки приймають від’ємні значення, але й можуть значно перевищувати за величинами граничні екстремальні значення, передбачені теоретично для ізотропних матеріалів. У даній роботі із експериментальних значень модулів пружності Cijkl [4] визначені коефіцієнти Пуассона μijkl та вперше побудовані вказівні поверхні ауксетичності молекулярних монокристалів фуллеритів C60 в інтервалі температур 100–300 K. Дана робота є продовженням циклу досліджень, які проводяться на кафедрі ФТТ ЧНУ по вивченню механізмів і закономірностей формування ауксетичних властивостей, характеру хімічних зв’язків та динаміки кристалічних ґраток кристалів високої, середньої та низької категорій [5]
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
