Уравнение состояния и поверхностные свойства аморфного железа

Показано, что на нелинейной зависимости первого координационного числа ($k_{n}$) от коэффициента упаковки ($k_{p}$) структуры однокомпонентного вещества можно выделить три особые точки, соответствующие аморфным структурам. На основе парного межатомного потенциала Ми–Леннард-Джонса рассчитаны уравнения состояния и свойства железа как для этих трех аморфных структур, так и для кристаллического состояния. Показано, что при $k_{p}$ = 0.45556 и $k_{n}$ = 6.2793 достигается минимум химического потенциала, т. е. эта упаковка является термодинамически устойчивой аморфной структурой, соответствующей жидкой фазе. Энергетически эквивалентная ей точка с таким же значением $k_{n}$, но с $k_{p}$ = 0.6237, является термодинамически неустойчивой аморфной структурой, соответствующей твердой фазе. Показано, что удельная поверхностная энергия аморфного твердого металла больше, чем аморфной жидкой фазы, но меньше, чем металла в кристаллическом состоянии. Это должно приводить к тому, что поверхность кристаллического металла должна стремиться к аморфизации.