О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ СТРУКТУРИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Г. В. Тягунов, Е. Е. Барышев, А. Г. Тягунов, В. С. Мушников, Т. К. Костина

Аннотация


Проанализированы физические модели строения металлических жидкостей. Состояние жидкости может быть описано в физических терминах, если известны: долевое соотношение ее составляющих, количество, состав и размеры кластеров, число атомов, входящих в кластеры, время жизни кластеров, длина свободного пробега электронов и т. д. Рассмотрены возможности количественного описания структурных параметров, которые вытекают из анализа известных публикаций и наших предложений по их использованию. Наибольшее внимание уделено работам, в которых предлагаемые на обсуждение модельные представления опираются на результаты экспериментальных исследований. Для развития количественной теории физической модели необходимы экспериментальные методы определения относительных долей структурных составляющих расплавов: разупорядоченной зоны и зоны кластеров. Можно полагать, что именно этими характеристиками определяются многие структурночувствительные свойства расплавов и процессы, связанные с изменением их структуры. Показано, что наиболее обоснованными выводами о структурных превращениях и изменениях характера химических связей в жидких металлах являются те, которые вытекают из результатов комплексных исследований свойств на одном и том же объекте, а также из результатов рентгеноструктурных, нейтронографических и других прямых методов. Для длительно существующих квазиравновесных метастабильных состояний жидкости предложен квазихимический вариант модели микронеоднородного строения металлических расплавов. Он учитывает три основополагающие идеи: равномерность двух типов движения частиц жидкости, существенную роль сил межатомного притяжения в формировании конденсированного состояния и особенности силовых полей конкретных атомов расплава. При этом особое внимание уделяется учету энергетической неравноценности межатомного взаимодействия атомов разных элементов, что является причиной возникновения кластеров разного состава и строения, обладающих разной устойчивостью во времени.

Ключевые слова


жидкий металл; строение; свойства; моделирование; кластер; межкластерное пространство

Полный текст:

PDF

Литература


Френкель, Я.И. Кинетическая теория жидкости / Я.И. Френкель. – М.: Изд-во АН СССР, 1945. – 375 с.

Glesston, C. The Theory of Rate Processes / C. Glesston, K. Leidler, G. Eyring. – New York: Princton University Publ., 1941. – 583 p.

Stewart, G.W. X-ray difractition in water: the nature of molecular association / G.W. Stewart // Phys. Rev. – 1931. – Vol. 37, no. 1. – P. 9–21. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRev.37.9

Еланский, Г.Н. Строение и свойства металлических расплавов / Г.Н. Еланский, Д.Г. Еланский. – М.: МГВМИ, 2006. – 228 с.

Еланский, Г.Н. Сталь и Периодическая система элементов Д.И. Менделеева / Г.Н. Еланский. – М.: МГВМИ, 2011. – 196 с.

Жидкая сталь / Б.А. Баум, Г.А. Хасин, Г.В. Тягунов и др. – М.: Металлургия, 1984. – 208 с.

Металлические жидкости. Стали и сплавы / Г.В. Тягунов, Е.Е. Барышев, В.С. Цепелев и др. – Екатеринбург: УрФУ, 2016. – 268 с.

Физический энциклопедический словарь / гл. ред. Ю.В. Прохоров. – М.: Большая рос. энциклопедия, 1995. – 928 с.

Ашкрофт, Н. Жидкие металлы / Н. Ашкрофт // Успехи физических наук. – 1970. – Т. 101, № 3. – С. 519–535. DOI: 10.3367/UFNr.0101.197007g.0519

Шахпоронов, М.И. Механизмы быстрых процессов в жидкостях / М.И. Шахпоронов. – М.: Высшая школа, 1980. – 352 с.

Архаров, В.И. О внутренней адсорбции в расплавах / В.И. Архаров, И.А. Новохатский // Доклады АН СССР. – 1969. – Т. 185, № 5. – С. 1069–1071.

Архаров, В.И. О квазиполикристаллической модели расплавов / В.И. Архаров, И.А. Новохатский // Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов. – Свердловск, Имет УрО РАН, 1984. – С. 52–53.

Кисунько, В.З. Физико-химическая микронеоднородность металлических жидкостей и наследственность в металлах и сплавах: дис. … д-ра техн. наук / В.З. Кисунько. – Донецк, 1990. – 497 с.

О методе расчета относительных долей структурных составляющих жидких металлов / И.А. Новохатский, В.И. Ладьянов, И.И. Усатюк и др. // Известия АН СССР. Металлы. – 1985. – № 2. – С. 62–65.

Новохатский, И.А. Количественная оценка структурной микронеоднородности жидких металлов / И.А. Новохатский, В.И. Архаров // Доклады АН СССР. – 1971. – Т. 201, № 4. – С. 905–908.

Новохатский, И.А. Определение относительных долей структурных составляющих металлических расплавов / И.А. Новохатский, В.И. Архаров // Физика металлов и металловедение. – 1971. – Т. 31, № 6. – С. 1263–1266.

Архаров, В.И. Разделение дифракционных эффектов металлических расплавов по структурным составляющим / В.И. Архаров, В.П. Велюханов, И.А. Новохатский // Доклады АН СССР. – 1972. – Т. 205, № 6. – С. 1332–1334.

Метод двух изотерм в дифрактографии расплавов / И.А. Новохатский, В.И. Ладьянов, В.И. Архаров, В.П. Велюханов // Доклады АН СССР. – 1973. – Т. 211, № 4. – С. 814–817.

Определение парциальных дифракционных эффектов структурных составляющих металлических расплавов / В.И. Ладьянов, И.А. Новохатский, В.И. Архаров, В.П. Велюханов // Физика металлов и металловедение. – 1973. – Т. 36, № 4. – С. 795–802.

Вертман, А.А. Плотность железа, никеля и кобальта в твердом и жидком состоянии / А.А. Вертман, А.М. Самарин, Е.С. Филиппов // Доклады АН СССР. – 1964. – Т. 155, № 2. – С. 323–325.

Hiebler, H. Entwicklun einer Versuchseinrichtung zur Bestimmung des Fließverhaltens und der Viskositat metallischer Schmelzen und Messung von flüssigem Eisen, Kobalt, und Nickel / H. Hiebler, H. Trenkler // Berg- und Hüttenmännische Monatshefte. – 1967. – Bd. 112, Nr. 5. – S. 150–163.

Вертман, А.А. Свойства расплавов железа / А.А. Вертман, А.М. Самарин. – М.: Наука, 1969. – 280 с.

Баум, Б.А. Металлические жидкости / Б.А. Баум. – М.: Наука, 1978. – 135 с.

Свойства металлических расплавов / В.С. Цепелев, В.С. Конашков, Б.А. Баум и др. – Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2008. – Ч. 1. – 358 с.; Ч. 2 – 383 с.

Тягунов, Г.В. Жидкий металл. Порошки / Г.В. Тягунов, Е.Е. Барышев, В.С. Цепелев. – Екатеринбург: Изд-во УМЦ УПИ, 2014. – 192 с.

Ершов, Г.С. Строение и свойства жидких и твердых металлов / Г.С. Ершов, В.А. Черняков. – М.: Металлургия, 1978. – 248 с.

Скребцов, А.М. Разрушение кластеров металлического расплава при его нагреве / А.М. Скребцов // Процессы литья. – 2009. – № 5. – С. 6–11.

Ершов, Г.С. Микронеоднородность металлов и сплавов / Г.С. Ершов, А.А. Поздняк. – М.: Металлургия, 1985. – 212 с.

О методе расчета относительных долей структурных составляющих жидких металлов / И.А. Новохатский, В.И. Ладьянов, И.И. Усатюк, Ю.Ф. Каверин // Известия АН СССР. Металлы. – 1985. – № 2. – С. 62–65.

Ладьянов, В.И. Термодинамический метод оценки степени микронеоднородности жидких металлов / В.И. Ладьянов, И.А. Новохатский, Е.В. Кузьменых // Металлы. – 1997. – № 1. – С. 17–23.

Лепинских, Б.М. Диффузия элементов в жидких металлах группы железа / Б.М. Лепинских, А.В. Кайбичев, Ю.А. Савельев. – М.: Наука, 1974. – 191 с.

Белащенко, Д.К. Явления переноса в жидких металлах и полупроводниках / Д.К. Белащенко. – М.: Атомиздат, 1970. – 399 с.

Ubbelohde, A.R. The molten state of matter / A.R. Ubbelohde. – London: John Wiley and Sons Ltd, 1978. – 412 p.

Регель, А.Р. Физические свойства электронных расплавов / А.Р. Регель, В.М. Глазов. – М.: Наука, 1980. – 296 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met180302

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share