Наиболее надежно D (r) вычисляется из экспериментальных данных о распределении в пространстве интенсивности рассеянных жидкостью рентгеновских лучей, электронов или нейтронов. Частота применяемого излучения во много раз превышает частоту тепловых колебаний и взаимных перемещений частиц жидкости. Рассеяние «длительное» время происходит от системы квазинеподвижных частиц. Смена их положения приводит к наложению на первую дифракционную картину второй и т. д. Поэтому при определении среднестатистической функции D (r) движение частиц несущественно. Важны лишь реализующиеся при этом значения межатомных расстояний. Таким образом, функция радиального распределения атомов представляет собой усредненную по объему и времени характеристику жидкости, не зависящую от начала отсчета. Определение ее на основе эксперимента при соответствующем анализе всех дифракционных результатов - это в настоящее время единственный прямой и наиболее объективный путь установления структурных характеристик металлических расплавов. Но важно то, что среднестатистическим значениям координационных чисел и наиболее вероятных межатомных расстояний может соответствовать весьма большое количество комбинаций различных вполне конкретных атомных упаковок. Теоретические расчеты показывают, что одна и та же экспериментальная зависимость интенсивности рассеянного излучения и соответствующая ей функция радиального распределения атомов могут быть получены для разных расплавов, отличающихся структурой микрогруппировок и их объемными долями. К тому же лишь среднестатистическими сведениями о структуре часто не удается объяснить сложного характера температурных и концентрационных зависимостей свойств расплавов, особенно многокомпонентных. В этом случае приходится прибегать к другим, более конкретным способам описания структуры.
Модельные способы, основанные на представлениях о микронеоднородном строении жидкости. Согласно этим представлениям, жидкость, особенно многокомпонентная, рассматривается как совокупность атомных образований с конкретной, чаще всего различной, структурой в каждом из них. Ее конкретные черты, характерные для каждой данной жидкости, часто не могут быть установлены однозначно. Степень их достоверности зависит от надежности и количества положенных в основу модели экспериментальных данных. Модельные способы применяют при интерпретации и свойств расплавов, и функции радиального распределения, особенно если ее не удается отождествить с размытой тепловым движением твердотельной структурой какого-либо одного типа. Основанием для построения моделей служат результаты как физико-химических, так и дифракционных экспериментов.
Модель микронеоднородного строения применительно к многокомпонентным расплавам, а в ряде случаев и к чистым металлам представляет собой результат развития ставших классическими положений о сиботаксическом состояний жидкостей.
Предложен наглядный и обоснованный вариант математического описания причин возникновения и устойчивости сиботаксисов в жидкости. Его авторы, принимая за основу максвелловское распределение частиц по энергиям, вычислили вероятность образования двух- и многоатомных группировок с элементами связей, присущих твердому телу. Благодаря этому им удалось оценить ряд важнейших параметров кристаллизации и объяснить некоторые .дискуссионные ее закономерности. Очень важно, что основные выводы работы справедливы и при другом, а не только максвелловском характере распределения энергии в системе взаимодействующих атомов. Частицы, обладающие сравнительно малой энергией теплового движения, неизбежно объединяются в группировки, связи в которых подобны твердотельным. В то же время интенсивное движение частиц с наибольшей энергией, т. е. колебания их с наибольшими амплитудой и частотой приводят к возникновению микрообластей, характеризующихся весьма низкой плотностью заполнения. В определенном смысле это - локальные «разрывы» между плотными группировками. Микронеоднородность строения жидкости значительно усиливается, если ввести в эту модель положение об энергетической неравноценности и различной прочности и жесткости отдельных межатомных связей. Время существования группировок, образованных сильносвязанными частицами, при малой энергии теплового движения последних резко увеличивается.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.