Введение

Джон Вернер Кан (9 января 1928 – 14 марта 2016) – американский ученый, лауреат Национальной медали науки 1998 года. Родился в Кельне, Ваймарская Германия, и был профессором кафедры металлургии в Массачусетском технологическом институте (MIT) с 1964 по 1978 год. С 1977 года работал в Национальном институте стандартов и технологий (ранее Национальном бюро стандартов). Кан оказал значительное влияние на развитие материаловедения на протяжении своей карьеры. Будучи одним из ведущих экспертов в области термодинамики, Кан применял фундаментальные законы термодинамики для описания и прогнозирования широкого круга физических явлений.

Биография

Ханс Вернер Кан родился в Кёльне, Германия, в еврейской семье.

Сплошное укрепление

В теории роста кристаллов Кэн пришел к выводу, что определяющей характеристикой является способность поверхности достигать состояния равновесия при наличии термодинамической движущей силы (обычно в форме степени переохлаждения). Он также заключил, что для каждой поверхности или межфазной границы в кристаллической среде существует критическая движущая сила, превышение которой позволяет поверхности или межфазной границе перемещаться перпендикулярно самой себе, а при ее не превышении необходим механизм латерального роста. Таким образом, при достаточно сильных движущих силах межфазная граница может двигаться равномерно, без необходимости в гетерогенной нуклеации или механизме спиральной дислокации. Величина необходимой движущей силы зависит от размытости межфазной границы: для чрезвычайно размытых границ критическая движущая сила будет настолько мала, что любая измеримая движущая сила ее превысит. И наоборот, для четких границ критическая движущая сила будет очень велика, и основной рост будет происходить посредством механизма латерального продвижения ступеней.

Капли и поверхности

В 1977 году Кан опубликовал простое математическое описание термодинамики смачивания: взаимодействие жидкости с твердой поверхностью. В этой статье была представлена простая формулировка для описания перехода смачивания – момента, когда жидкость перестает формировать каплю на поверхности и начинает равномерно растекаться по ней, образуя жидкую пленку. Эта теория имела широкое применение во многих технологиях обработки материалов.

Квазикристаллы

В 1982 году Дэн Шетман обнаружил новую кристаллическую структуру с необъяснимыми свойствами. Кан внес вклад в теорию, объясняющую термодинамическую стабильность такой структуры, и стал соавтором основополагающей работы, представившей квазикристаллы.

Стеклянный переход

В 2004 году Кан и Бендерски представили доказательства того, что из расплава можно получить "изотропную некристаллическую металлическую фазу" (обозначенную как "q-стекло"). Эта фаза является "первичной" и формируется в системе Al-Fe-Si при быстром охлаждении. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что эта фаза образуется в результате фазового перехода первого рода. Изображения, полученные с помощью просвечивающей электронной микроскопии (TEM), показывают, что q-стекло зарождается из расплава в виде отдельных частиц, которые растут сферически с равномерной скоростью во всех направлениях. Дифракционная картина подтверждает, что это изотропная аморфная фаза. Однако существует энергетический барьер зародышеобразования, что указывает на наличие межфазной границы (или внутренней поверхности) между стеклом и расплавом.

Исследования в области пенсионного возраста

После выхода на пенсию Кан занял должность адъюнкт-профессора в Университете Вашингтона на кафедрах материаловедения и инженерии, а также физики.

Личная жизнь

У него было трое детей и шесть внуков. На пенсии он жил в Сиэтле, штат Вашингтон, со своей женой Энн Хессинг Кан. Он скончался от лейкемии в Сиэтле 14 марта 2016 года.