Жидкое состояние. Гомогенная кристаллизация, страница 8

Ф(/-)_ значение среднего  потенциала  взаимодействия  на  расстоянии г от центра ячейки.

Величина NkIn a в выражении (5) называется коллективной энтропией. Она равна нулю для упорядоченной идеальной кристаллической решетки и /? для идеального газа. Соответственно о равнг выражается сокращением общей для них грани. Схема диффузии дана на рис. 12.

Диффузия в жидкости имеет место, когда молекулы непрерывно меняют соседей и почти подобные картины сдвигаются. Структура в некий момент времени изображена на рис. 12. Пунктиром изображена структура в последующий момент времени, после того как различные пары полиэдров утратили или приобрели общие границы и после того как молекулы переместились. Характерно, что модель допускает и даже предполагает значительную роль коллективных перемещений в процессе диффузии.

/Геометрическая модель жидкости Бернала может качественно объяснить весь комплекс свойств жидкостей. Модель отчетливо фиксирует основное коренное различие в природе жидкостей и твердых тел — их структурное несходство. Модель эта плохо поддается математической трактовке, и вывод строгих закономерностей на ее основе до настоящего времени не осуществлен даже в простейшем варианте.

11. РЕАЛЬНЫЕ ЖИДКОСТИ

Изучение структуры и свойств многокомпонентных, а также сложных жидкостей, состоящих из многоатомных молекул, представляет с практической точки зрения наиболее важную задачу. Особенно интересен случай реальных многокомпонентных неравновесных систем, являющихся предметом большого числа производственных технологических процессов.

Несмотря на то, что уже имеющиеся I теоретические исследования в области жидкого состояния! достаточно общи и в принципе применимы к многокомпонентным системам, получить в настоящее время какие-либо практически ценные результаты из их применения затруднительно. Трудности связаны с необходимостью учета взаимодействия компонентов, структуры молекул, наличия нескольких фаз, протекающих в системе реакций.

Можно сказать, что основным фундаментом нашего знания о свойствах многокомпонентных систем является пока что эксперимент. Фронт экспериментальных исследований молекулярного строения и свойств многокомпонентных и сложных жидкостей необычайно широк. Вызвано это тем, что большинство практически интересных жидких (систем являются многокомпонентными и изучение их свойств в различных условиях имеет большое прикладное значение для контроля, управления и автоматизации производственных технологических процессов. При этом для различных классов жидкостей установле- но много эмпирических и полуэмпирических правил, закономерностей и формует, описывающих поведение их свойств в различных условиях. Это относится и к случаю металлических расплавов.

Большинство участников дискуссии о структуре и свойствах жидких металлических сплавах, проведенной в 1960 г. Институтом металлургии имени А. А. Байкова АН СССР, считают, что изучение структурно-чувствительных физико-химических свойств в сочетании с прямыми иследованиями  структуры жидких металлических расплавов является насущной задачей физики жидкого металлического состояния.

Технологические процессы получения металлов и сплавов в большинстве своем проходят через жидкую фазу. И вполне естественно, что структура и свойства расплавленных металлов должны существенным образом отражаться на качестве конечного продукта. Поэтому один из основных вопросов современной теоретической металлургии заключается в установлении связи между свойствами расплавов и полученного из них твердого металла. В свое время акад. А. А. Байков указывал, что проблема жидкого металла, под которой следует понимать определение его физических свойств, является первой проблемой науки в области металлургии, так как только в этом случае можно с научных позиций подойти к решению производственных задач. Несомненно также, что проблема строения и свойств металлических расплавов с учетом их специфики была и продолжает существовать как самостоятельная задача физики жидкого состояния.