Структуры строения многокомпонентных жидкостей. Связь между свойствами жидких и твердых сплавов

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. СТРУКТУРЫ СТРОЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ.. 4

1.1 Статистические способы описания структуры жидкостей. 4

1.2 Модельные способы описания структуры жидкостей. 6

2. НЕРАВНОВЕСНЫЕ СОСТОЯНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСПЛАВОВ.. 10

3. СВЯЗЬ МЕЖДУ СВОЙСТВАМИ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ.. 16

3.1 Процесс кристаллизации. 17

3.2 Неоднородность литого металла. 20

3.3 Свойства металлов и сплавов. 24

3.4 Металлургическая наследственность. 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 30

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 31

ВВЕДЕНИЕ

В повседневной жизни мы постоянно встречаемся с различными жидкостями. Они отличаются друг от друга своими свойствами: текучестью, теплопроводностью, температурами затвердевания и кипения, способностью растворять другие вещества и т. д. Причина этих различий скрыта в особенностях внутреннего строения отдельных жидкостей и характере химического взаимодействия составляющих их частиц. Поэтому всякая классификация жидкостей учитывает прежде всего их природу.

Расплавленные металлы и сплавы составляют группу металлических жидкостей. Жидкие чистые металлы отличаются относительно простым строением, однако их композиции в этом отношении исключительно сложны, что и определяет наблюдаемое разнообразие их свойств. Технический прогресс, выдвигая все более высокие требования к качеству металлов и сплавов, обусловил повышенный интерес исследователей к металлическим жидкостям. Помимо огромного прикладного значения, задача установления связей между структурой и свойствами этих объектов, изучения генетических связей между жидким и твёрдым состояниями превратилась в одну из важных проблем физики жидкостей.

Абсолютное большинство реальных металлических жидкостей - это взаимные растворы, или сплавы многих элементов. При их изучении особое внимание уделяется степени микронеоднородности, под которой подразумеваются различия в структуре ближнего порядка отдельных микрообъемов жидкости. Так же важно знать, насколько с течением времени может изменяться строение расплава, как быстро достигается состояние его устойчивого равновесия. Исследователей не перестает волновать вопрос о взаимосвязи жидкого состояния с твердым; ведь большинство твердых тел, особенно металлических, получают путем выплавки.

1. СТРУКТУРЫ СТРОЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Сведения о структуре и свойствах того или иного объекта можно только тогда считать достаточно полными, когда их удается достоверно описать с помощью строгой теории, основанной на знании особенностей взаимодействия составляющих его частиц. Разработка такой теории, описывающей координацию атомов и свойства жидкостей в широком температурном интервале, базируется на применении закономерностей статистической физики. Характеристики же реальных многокомпонентных жидкостей в значительной степени зависят от химической индивидуальности атомов компонентов и от различий в характере и интенсивности сил, действующих между ними, что не учитывается в настоящее время расчетным аппаратом статистической теории. Изучение таких жидкостей идет главным образом по пути накопления экспериментальных данных об их физических свойствах и строении. При этом широко используются, во-первых, методы физико-химического анализа, основанные на определении различных свойств и позволяющие получать косвенные сведения о структуре системы и характере межчастичных сил, и, во-вторых, дифракционные методы (рентгеновский, электроно- и нейтронографический), раскрывающие особенности взаимного расположения атомов.

Приемы описания структуры жидкостей, основанные на результатах экспериментальных исследований, удобно подразделить на две группы.

1.1 Статистические способы описания структуры жидкостей

Статистические способы, описывающие строение жидкости с помощью так называемой функции радиального распределения атомов и других связанных с ней функций.

Функция радиального распределения атомов D (r) отражает их среднее число в любом сферическом слое, находящемся на произвольном расстоянии r от центра атома, принятого за начальный. График функции радиального распределения позволяет наглядно изобразить характер размещения частиц жидкости, т. е. установить наиболее вероятные межатомные расстояния и среднее число соседей вблизи каждого атома.