Подтверждением сиботаксической модели микронеоднородного строения служат результаты многих работ, особенно вязанных с расшифровкой дифракционных картин, резонансными и магнитными исследованиями, изучением состава паров над расплавами и т. п. Так, исключительно интересен факт уменьшения ближайших наиболее вероятных межатомных расстояний при плавлении металлов, обладающих в твердом состоянии плотной упаковкой (Сu, Рb, Нg, In, Ni, Со). Сопоставление таких экспериментальных сведений, как тонкая структура максимумов интенсивности, сокращение наиболее вероятного межатомного расстояния, уменьшение координационного числа по сравнению с твердой фазой и одновременное увеличение удельного объема при плавлении, позволяет сделать заключение о значительных микронеоднородностях плотности даже в случае металлов с плотной упаковкой. Между упорядоченными микрообластями, сохраняющимися длительное время, образуются локальные разрывы, за счет которых увеличивается объем при плавлении.
Согласно многочисленным данным дифракционных исследований, в жидких металлах и их сплавах осуществляется микронеоднородная структура в виде микрообластей с различающимся ближним порядком. В чистых металлах одной из упаковок, как правило, является упаковка типа исходной кристаллической решетки. Доля областей с той или иной конфигурацией атомов определяется индивидуальными особенностями металла и его температурой. В случае двухкомпонентных сплавов, относящихся к систеам с диаграммой состояния эвтектического типа, реализуется квазиэвтектическая структура, которая может сохраняться при перегревах на 200-300°. В расплавленных интерметаллических соединениях вблизи температуры плавления обычно наблюдается частичное сохранение упаковки типа кристаллической решетки. Жидкие сплавы состава, Соответствующего твердым растворам, также могут обладать сложной микронеоднородной структурой. Одним из ее компонентов являются микрообласти с координацией атомов, подобной исходной кристаллической упаковке.
В металлических расплавах обнаружены самые разнообразные формы существования примесей и виды взаимодействий. В зависимости от формы существования элементов различаются энергии межатомных связей и время жизни образованных ими атомных конфигураций. Установлено ферромагнитное поведение жидких сплавов золото-кобальт, что свидетельствует о существовании в них не только атомно-, но и магнитноупорядоченных областей типа доменов.
Например, по поводу структуры жидкого железа высказываются мнения об одновременном существовании в нем группировок атомов с различным типом упаковки, подобным оцк и более плотно упакованным кристаллическим структурам. Радиус упорядоченных областей составляет 20-21 Å. Структура жидкого железа зависит как от температуры, так и от времени нахождения образца в жидком состоянии при этой температуре. В интервале 1600-1650°С его структура существенно изменяется. Структурное состояние расплава железа оказывается сравнительно стабильным лишь при 1750°С и, по-видимому, более высоких температурах. При меньших температурах наблюдается изменение (около 1650°С значительное) атомного распределения со временем выдержки образца при данной температуре. Промежутки времени, в течение которых наблюдались эти изменения, доходили до 10-20 часов. Результаты исследований сплавов переходных металлов, у которых в ряде случаев обнаруживаются еще более сложные зависимости (температурные, концентрационные и временные), излагаются в последующих разделах книги.
По мере экспериментального подкрепления модели микронеоднородного строения развивается и ее математический аппарат. Вместо одного параметра ближнего порядка расплава вводится целый набор параметров, что позволяет более полно и достоверно описать конфигурацию и свойства смеси. Расчеты основываются на предположении о том, что свойство раствора аддитивно складывается из свойств составляющих его кластеров. В результате получено хорошее совпадение расчета с опытом для систем с различными диаграммами состояния: с неограниченной растворимостью, эвтектикой и устойчивыми химическими соединениями. Исходя из кластерной модели, успешно вычисляются электронные свойства жидких и аморфных металлов и сплавов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.