О некоторых особенностях структурирования металлических жидкостей

Автор: Тягунов Геннадий Васильевич, Барышев Евгений Евгеньевич, Тягунов Андрей Геннадиевич, Мушников Валерий Сергеевич, Костина Татьяна Кирилловна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy

Рубрика: Физическая химия и физика металлургических систем

Статья в выпуске: 3 т.18, 2018 года.

Бесплатный доступ

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.

Еще

Жидкий металл, строение, свойства, моделирование, кластер, межкластерное пространство

Короткий адрес: https://sciup.org/147232500

IDR: 147232500   |   DOI: 10.14529/met180302

Список литературы О некоторых особенностях структурирования металлических жидкостей

  • 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: 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. 10.3367/ UFNr.0101.197007g.0519
  • 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.
Еще
Статья научная