Межфазное натяжение двухкомпонентных двухфазных упорядоченных твердых систем кубической формы

Проведен численный анализ термодинамического определения межфазного натяжения (МН) между двумя упорядоченными фазами твердого тела как избыточной величины свободной энергии ΔF двухфазной системы с учетом и без учета наличия границы раздела фаз. Граница раздела упорядоченных фаз рассмотрена в рамках данной геометрии домена как совокупность кубических монослоев с переменной плотностью компонентов, включая кубическую форму разделяющей поверхности. Дан микроскопический анализ обобщения термодинамического подхода Гиббса, вводящего межфазное натяжение на математической поверхности раздела фаз, на случай сложной кубической формы границы, содержащей угловые области куба с локальными межфазными натяжениями для граней, ребер и вершин граней. Расчет проведен в простейшем варианте модели решеточного газа при учете взаимодействия ближайших соседей в квазихимическом приближении. Каждый узел двухкомпонентной смеси на жесткой решетке может быть занят компонентами смеси А + В и вакансиями V. Сопоставлены два основных способа расчета МН, которые выражаются через разные парциальные вклады \(M_{f}^{i}\) в избыточную свободную энергию ΔF (здесь i = A, В, V – вакансии, 1 ≤ f ≤ t, t – число типов узлов разного типа, зависящее от положения узла внутри угловых областей куба). Получена неоднозначность значений МН в зависимости от вида функций \(M_{f}^{i}\) для зависимости МН от размера домена при фиксированной температуре. Обсуждается роль вакансий как основной механической характеристики двухкомпонентной смеси в МРГ при условии строгого фазового равновесия по трем частным равновесиям (механического, теплового и химического). Показано, что если проводить расчеты МН для двух плотных расслаивающихся фаз в пренебрежении учета вакансий, то это искажает реальную величину МН.