Влияние диаметра на характер распределения компонентов металлического расплава по высоте капилляра
С.Н. Углев1, Н.П. Углев2
1 ООО «Информационные технологии-Поволжье»
2 ФГАОУ «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.231
Краткое сообщение
Аннотация: Бинарные и более сложные металлические расплавы характеризуются неустойчивостью состава по высоте расплава. Этот эффект выражается в том, что первоначально однородный расплав после выдержки достаточно короткое время в вертикальном не смачиваемом сосуде (тигле или капилляре) приобретает градиент концентрации компонентов по высоте, при этом тяжелый компонент распределяется по высоте тигля по барометрической зависимости, соответствующей распределению крупных частиц (кластеров). Этот факт является одним из обоснований кластерной структуры расплавов. Анализ экспериментальных результатов приводит к выводу о существовании в жидких металлах второго механизма массопереноса, заключающегося в течении компонентов в пределах межфазного слоя между стенкой капилляра и расплавом, действующего одновременно с диффузией в объеме расплава. Ряд специальных экспериментов однозначно подтверждает эту гипотезу. Результаты экспериментов, представленные в настоящей работе, показали, что особенности течения межфазного слоя позволяют создать в объеме бинарного расплава стационарное состояние с градиентом концентрации компонентов, в принципе невозможное при чисто диффузионном механизме массопереноса. Этот результат является практически прямым доказательством существования второго механизма массопереноса в металлических расплавах.
Ключевые слова: расслоение, барометрическое распределение кластеров, межфазный одноатомный слой, особенности течения в межфазном слое, второй механизм массопереноса в металлическом расплаве
- Углев Сергей Николаевич – генеральный директор, ООО «Информационные технологии-Поволжье»
- Углев Николай Павлович – к.х.н., доцент кафедры «Химические технологии», ФГАОУ «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Ссылка для цитирования:
Углев, С.Н. Влияние диаметра на характер распределения компонентов металлического расплава по высоте капилляра / С.Н. Углев, Н.П. Углев // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2025. - Вып. 17. - С. 231-239. DOI: 10.26456/pcascnn/2025.17.231. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Бунин, К.П. К вопросу о строении металлических эвтектических расплавов / К.П. Бунин // Известия АН СССР ОТН. – 1946. – № 2. – С. 305-310.
2. Корсунский, В.И. О влиянии центрифугирования на гетерогенное строение металлических расплавов эвтектического типа / В.И. Корсунский, Ю.И. Наберухин // Известия АН СССР. Металлы. – 1973. – № 5. – С. 182-187.
3. Гаврилин, И.В. О ликвации в жидких эвтектических сплавах / И.В. Гаврилин, Т.Б. Фролова, В.П. Захаров // Известия АН СССР. Металлы. – 1984. – № 3. – С. 191-193.
4. Гаврилин, И.В. Седиментационный эксперимент при изучении жидких сплавов / И.В. Гаврилин // Известия АН СССР. Металлы. – 1985. – № 2. – С. 66-73.
5. Углев, Н.П. Механизм частичного расслоения металлических расплавов в капиллярах / Н.П. Углев // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2013. – Вып. 5. – С. 343-352.
6. Углев, Н.П. Сложные эффекты «простой жидкости» / Н.П. Углев, С.Н. Углев // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. – 2019.– № 3.– С. 96-108. DOI: 10.15593/2224-9400/2019.3.09.
7. Углев, Н.П. Дифференциальный эксперимент при изучении диффузии свинца в жидком олове / Н.П. Углев, С.Н. Углев // Журнал физической химии. – 2023. – Т. 97. – № 11. – C. 1573-1578. DOI: 10.31857/S0044453723110328.
8. Левич, В.Г. Курс теоретической физики / В.Г. Левич, Ю.А. Вдовин, В.А. Мямлин; под ред. В.Г. Левича. – М.: Изд-во «Наука», 1971. – Т. II. – 936 с.
9. Некрасов, Б.В. Основы общей химии: В 2 т. / Б.В. Некрасов. – М.: Изд-во «Химия», 1973. – Т. 1. – 656 с.; – T. 2. – 688 c.
10. Лякишев, Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т. / Н.П. Лякишев, О.А. Банных, Л.Л. Рохлин и др.; под общей ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 1996. – T. 1. – 992 c.; – 1997. – Т. 2. – 1024 с.; – 1999. – Т. 3. – Книга 1. – 880 с.; – 2000. – Т. 3. – Книга 2. – 448 с.
11. Hansen, M. Der aufbau der zweistofflegierungen: eine kritische zusammenfassung / M. Hansen. – Berlin: Verlag von Julius Springer, 1936. – XV + 1100 s. DOI: 10.1007/978-3-642-47516-0. (In German).
12. Uglev, N.P. Mathematical model of a stratification of metal melts in capillaries / N.P. Uglev, I.V. Gavrilin // Journal of Physics: Conference Series. – 2008. – V. 98. – Art. № 022013. – 10 p. DOI: 10.1088/1742-6596/98/2/022013.