Обратимые переходы
Обзор экспериментальных и теоретических исследований фазовых переходов дан Смолуховским. Простейшими превращениями являются обратимые аллотропные переходы. С помощью просвечивающей электронной микроскопии Вотовой было изучено превращение кобальта из плотноупакованной гексагональной (п. у. г.) фазы в гранецентрированную кубическую (г. ц. к.) фазу и обратно. Образцы пленок были получены электролитическим травлением образцов, изготовленных холодной прокаткой и подвергнутых отжигу. В этих пленках наблюдалось значительное понижение точки перехода от высокотемпературной г. ц. к. фазы к низкотемпературной п. у. г. фазе. Микрофотографии показывают, что фазовый переход в кобальте происходит с помощью частичных дислокаций, которые превращают упаковку АВСАВС, характерную для г. ц. к. фазы, в упаковку АВАВАВ, характерную для п. у. г. фазы. Необходимо отметить, что механизм перехода в пленках, связанный с дефектами, отличается от того, который наблюдается в макрообразцах. В обратном направлении переход неполный.
Тун исследовал фазовые переходы в кобальте, начиная с аморфных пленок, с помощью кинематической электронографии. Нагревая пленки после напыления, он наблюдал образование неизвестной нестабильной фазы примерно при 130° С, т. е. незадолго до того, как появилась п. у. г. фаза. При температуре около 300° С, т. е. примерно на 150° ниже равновесной температуры перехода из низкотемпературной модификации п. у. г. в высокотемпературную г. ц. к., оставшийся аморфный материал кристаллизуется сразу в г. ц. к. фазу. Термодинамически аморфная фаза соответствует переохлажденной жидкости с большей свободной энергией, чем любая кристаллическая высокотемпературная модификация. Появление высокотемпературной фазы при температурах ниже области ее стабильности иллюстрирует правило Оствальда, которое гласит, что любой фазовый переход должен пройти через все возможные состояния с промежуточной энергией. Конечно, подобные фазовые переходы необратимы. Последующие обратимые переходы из г. ц. к в п. у. г. фазу выявляют такие же эффекты понижения точки перехода (переохлаждения), как было указано Вотовой.