Свойства жидких сплавов

Содержание

      Введение………………………………………………………………………2

1. Вязкость…………………………………………………………………....3
2. Смачиваемость…………..………………………………………………...4
3. Диффузия…………………………..………………………………………5

Список используемой литературы………………….……………………6 

Введение

Три вывода из теории Френкеля

1. В жидких сплавах при любых температурах имеется огромное количество группировок атомов от нескольких десятков до несколько десятков тысяч со 100% признаками твердой шихты. Группировки-кластеры.
2. При любых температурах в жидких сплавах содержится примерно такое же количество разных по составу и свойствам более тугоплавких частиц вводимые примеси, но и размеры у них практически такие же как у кластеров.
3. При любой температуре в сплаве наблюдается микрогетерогенность химического состава.  
   

1 Вязкость

• Свойство жидкостей и газов сопротивляться внешним силам, вызывающим перемещение одной части газа или жидкости относительно другой.
• Свойство твердого тел необратимо поглощать энергию при их пластической

Вязкость динамическая –количественная характеристика сопротивления жидкости или газа смещению одного слоя относит, другого, Па*с; структурно чувствительный параметр жидкого состояния. Теория вязкого течения Я. И. Френкеля основана на предположении наличия «дырок» в жидкости, в которой перемещаются только активированные атомы. При ламинарном течении жидкости сила, необходимая для перемещения слоя жидкости в направлении течения потока, по И. Ньютону

                                           Р- r\(dv/dy)S; dv/dy                                              (1.1)

 зависит от градиента скорости в направлении, перпендикулярном потоку, площади, коэффициенту динамической вязкости, связанного с энергией активации вязкого течения, которая характеризует прочность межчастичных связей в жидкости [Дж/моль]." деформации.

Кинематическая  вязкость ν – отношение динамической вязкости µ к плотности жидкости ρ.

         ν= µ / ρ,      (1.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Смачиваемость

Межмолекулярное взаимодействие на границе соприкосновении   трех фаз: твердого тела, жидкости и газа.

Общеизвестен способ определения  смачиваемости формовочных и  огнеупорных оксидных материалов методом  лежачей капли по краевому углу, получаемому по фотографии ее профиля  на подложке из анализируемого вещества. Однако в условиях окислительной  атмосферы, имеющей место в реальной литейной форме, определить краевой  угол капли жидкой стали сложно или  совсем невозможно из-за закрытия контактной зоны ее жидкими продуктами реакции  оксидов металла и материала  подложки.

Ранее Я. И. Френкель, а затем  Ю. В. Найдич предположили возможность  определения краевого угла смачивания по углу скатывания расплавленной капли  металла при наклоне подложки.

Это предположение было положено в основу разработки метода определения  степени смачивания оксидных материалов жидкой сталью в условиях окислительной  атмосферы.

Сила адгезионного сцепления  жидкой стали с подложкой из оксидных материалов характеризуется критическим угломaнаклона последней, при котором капля расплава радиусом и массой скатывается по поверхности подложки. Для определения характера смачиваемости использовали известное соотношение краевого угла и работы адгезии по уравнению:

(1+cosq),           (2.1)

где - поверхностное натяжение жидкости с газом;

q- краевой угол смачивания жидкости на подложке, вычисляемый, как              q= 180 ⁰ -a.

Определив работу адгезии  расплава к подложке и используя  известное соотношение работы с  углом краевого смачивания, можно  определить характер смачивания расплава для конкретных условий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Диффузия

 Взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц вещества.

Френкель выдвинул идею о  вязком  течении твердых тел  с помощью диффузионного механизма, считая это течение аналогичным  наблюдаемому у жидкостей и описывая его как направленное перемещение  небольшого числа «дырок». У жидкостей  под «дырками» Френкель подразумевает  очень маленькие полости (линейных размеров порядка нескольких ангстремов), открывающиеся и закрывающиеся  благодаря тепловым флуктуациям. В  кристаллах «дырки» представляют просто «вакансии», т..е. незанятые атомами  узлы кристаллической решётки. Количество упомянутых «вакансий» возрастает при  нагревании кристалла, так как они  образуются путём срыва атомов со своих мест, в результате теплового  движения. Равновесное число вакансий Ν' при каждой температуре Τ даётся формулой

                                                                                                              (3.1)

где N — общее число  узлов, k— постоянная Больцмана, a U —  «энергия дыркообразования», по порядку  величины близкая к скрытой теплоте  испарения.

 О своей теории, самодиффузии  Френкель исходит из того, что  перемещение атомов в. решётке  состоит в последовательном замещении  ими «вакансий». Можно поэтому  описывать самодиффузию и как  перемещение'«вакансий» и ввести  понятие о коэффициенте диффузии  вакансий D', связанном с коэффициентом  самодиффузии кристалла D формулой:

                                                    

                                            (3.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

1. Л.И.Мамина,  Теория литейных процессов - Красноярск ИПК СФУ 2008г.
2. Смирно .А.Н, Макуров.С.Л, Сафонов.В.М, Свойства и строение жидких сплавов и металлов- uas.su›books/2011/kslitok/21/razdel21.php
3. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Ответственные редакторы: Н.Н.Семенов, А.Е.Глауберман - Издательство АН СССР, 1945. - 424 с.