Аннотации:
Рассмотрены различные модели строения металлических расплавов. Учитывая данные
современных исследований, можно считать, что структура жидкости сложна и состоит из различных атомных ассоциаций. Ими являются кластеры и межкластерное пространство. Между
отдельными структурными составляющими четко выраженные границы отсутствуют. Межкластерные разрывы представляют собой щели шириной около 0,1 нанометра, раскрывающиеся и закрывающиеся при расхождении и схождении кластеров в процессе тепловых колебаний. Термодинамические расчеты позволяют определить количество кластеров и атомов в
кластере и другие характеристики структурных параметров, а также найти их температурные
зависимости. Предложенный подход к анализу структуры и свойств приводит к новой информации о состоянии металлических расплавов. В частности, известно, что такие свойства,
как кинематическая вязкость, плотность и поверхностное натяжение существенно зависят от
величины и количества кластеров, а также характеристик межкластерного пространства.
Кроме того, политермы рассчитанных параметров адекватно отражают характер температурных зависимостей свойств. В работе изучены образцы чистого никеля и четырех жаропрочных сплавов. Характеристики структуры исследованных жаропрочных сплавов оказались
близки по величине и виду температурной зависимости. Данные по жидкому никелю описываются аналогичной температурной зависимостью и незначительно отличаются от жаропрочных никелевых сплавов. Вид температурных зависимостей свойств жаропрочных никелевых
сплавов существенно отличается от закономерностей, характерных для чистого металла. Политермы кинематической вязкости, плотности и поверхностного натяжения жаропрочных никелевых сплавов изменяются незакономерно и характеризуются гистерезисом, т. е. несовпадением величины свойств при нагреве и охлаждении. Политермы удельного сопртивления в
температурном интервале «солидус–ликвидус» жаропрочных никелевых сплавов изменяется
на 3–4 % практически скачкообразно. Использование различных существующих моделей
строения металлических жидкостей позволяет расширить возможности обсуждения представлений о структуре и свойствах изучаемого объекта и раскрытия существенных его особенностей. Various models of metal melts structure are considered. According to modern research, the
structure of the liquid is complex and consists of various atomic associations. They are clusters and
intercluster space. There are no clear boundaries between the individual structural components.
Intercluster ruptures are gaps about 0.1 nanometers wide that are opened and closed when clusters
diverge and convergence during thermal oscillations. Thermodynamic calculations allow to determine
the number of clusters and atoms in the cluster and some other characteristics of structural parameters
of liquid metal, as well as to find their temperature dependence. The proposed approach to
the analysis of structure and properties leads to new information about the state of metal melts.
In particular, it is known that properties such as kinematic viscosity, density and surface tension are
significantly dependent on the size and number of clusters, as well as the characteristics of
intercluster space. In addition, the polytherms of calculated parameters adequately reflect the nature
of temperature dependencies of properties. The work examined samples of pure nickel and four heatresistant
alloys. Characteristics of the structure of the researched heat-resistant alloys were close in
size and type of temperature dependence. The data on liquid nickel are described by a similar temperature
dependence and slightly different from heat-resistant nickel alloys. The type of temperature
dependencies of the properties of heat-resistant nickel alloys differs significantly from the patterns
characteristic of pure metal. Polytherms of kinematic viscosity, density and surface tension of heatresistant
nickel alloys change illegally and are characterized by hysteresis, i.e. a mismatch of the
magnitude of properties received by heating and cooling. Polythers of specific resistivity of heatresistant
nickel alloys in the temperature interval “solidus-liquividus” varies by 3–4 % almost in a
leap. The use of various existing models of metal liquids structure allows to expand the possibility of
discussing the structure and properties of the studied object and revealing its significant features.
Описание:
Тягунов Геннадий Васильевич, д-р техн. наук, профессор кафедры БЖД, Институт фундаментального образования, Уральский федеральный университет им. первого Президента России
Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург; g.v.tyagunov@urfu.ru.
Барышев Евгений Евгеньевич, д-р техн. наук, заведующий кафедрой БЖД, Институт фундаментального образования, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург; e.e.baryshev@urfu.ru.
Тягунов Андрей Геннадьевич, канд. техн. наук, доцент депертамента информационных
технологий и автоматики, Институт радиотехники и информационных технологий, Уральский
федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург;
AG.Tyagunov@urfu/ru.
Вандышева Ирина Владимировна, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры физики, Институт
фундаментального образования, Уральский федеральный университет им. первого Президента
России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург; I.V.Vandyshtva@urfu.ru.
Зайцева Наталия Анатольевна, канд. техн. наук, доцент кафедры физики, Институт фундаментального образования, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург; n.a.zaitceva@urfu.ru.
Мушников Валерий Сергеевич, доцент кафедры БЖД, Институт фундаментального образования, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина,
г. Екатеринбург; v.s.mushnikov@urfu.ru. G.V.Tyagunov, g.v.tyagunov@urfu.ru,
E.E. Baryshev, e.e.baryshev@urfu.ru,
A.G. Tyagunov, AG.Tyagunov@urfu.ru,
I.V. Vandysheva, I.V.Vandyshtva@urfu.ru,
N.A. Zaytseva, n.a.zaitceva@urfu.ru,
V.S. Mushnikov, v.s.mushnikov@urfu.ru
Ural Federal University named after the first President of Russia B.N.Yeltsin,
Ekaterinburg, Russian Federation