Структурные превращения в ледяных образцах при низких температурах и малых давлениях

Исследована структура ледяных образцов, которые образуются при распаде примесного водяного геля при температурах выше $4$ К и атмосферном давлении. Рентгеноструктурный анализ показал, что при температурах $85$–$110$ К в исходном образце сосуществуют три фазы: аморфный лед, на долю которого приходится до $30\%$ объема образца, метастабильный при малых давлениях лед кубической фазы $I_c$ ($\sim60\%$) и обычный гексагональный лед $I_h$ ($\leq 6\%$ объема). Характерные размеры кристаллов кубической фазы $\sim6$ нм, кристаллов гексагональной фазы $\sim30$ нм. При отжиге свыше $110$ К аморфная фаза постепенно трансформируется в кристаллическую фазу, как в кубическую, так и в гексагональную. При этом одновременно происходят два процесса: быстрое возрастание размеров нанокристаллов кубической фазы и частичная трансформация кубической фазы $I_c$ в гексагональную $I_h$. Выше $200$ К в объеме образца преобладает гексагональный лед $I_h$.