О строении металлических расплавов

Переход металла в жидкое состояние внешне проявляется в коренном изменении его поведения: жидкий металл приобретает текучесть и способен заполнять емкости под действием силы тяжести. Однако плотность, теплоемкость, теплопроводность, давление пара металлов, находящихся в жидком состоянии, имеют тот же порядок величин, что и металлов, находящихся в твердом состоянии вблизи температуры плавления. Это говорит о том, что взаимодействие между частицами в жидком металле определяется теми же силами, что и в твердом.

С помощью структурных исследований в жидких металлах обнаружен гак называемый ближний порядок в размещении частиц. Сущность ближнего порядка состоит в том, что ближайшие соседи у каждого атома занимают определенные позиции. Выяснилось, что у металлов с плогноуиакованной кристаллической структурой ближний порядок в жидком состоянии очень похож на ближний порядок в кристаллической решетке. У таких металлов координационное число, г.е. число ближайших соседей, у каждого атома при плавлении уменьшается с 12 до 10...11. То, что плавление не вызывает в металлах полного разрушения связей между атомами, видно из сравнения теплоты сублимации и теплоты плавления. Теплота сублимации, необходимая для перевода металла в газообразное состояние, когда рвутся все связи у каждого атома (пары металлов одноатомны), в десятки раз превышает теплоту плавления.

Исследования показали, что в большинстве жидких металлов имеются группировки с различным строением как напоминающим структуру кристаллов, гак и отличающимся от нее. Группировки всех видов называют кластерами. Кроме них в жидком металле, по- видимому, имеются и «бесструктурные» области. Повышение температуры расплава и удаление от точки кристаллизации во всех случаях вызывают постепенное уменьшение доли группировок, обладающих какой-либо структурой, и превращение жидкого металла в бесструктурную жидкость. В некоторых двойных сплавах эвтектического состава обнаружены два вида группировок, обогащенных атомами каждым из компонентов. Этот случай называют микрогетерогенным строением расплавов.

Следует отметить, что в настоящее время не создана общая теория жидкого состояния металлов, способная с единых позиций объяснить закономерности изменений свойств и структуры, вызываемых температурой и легированием. Несмотря на незавершенность теоретических представлений о металлических расплавах, ведутся активные поиски способов различного воздействия на расплав с целью влияния на свойства твердого металла. Обнаружено, что перегрев некоторых расплавов до определенной температуры с последующим ускоренным охлаждением способен вызвать заметные изменения структуры сплавов в твердом состоянии и улучшение их механических свойств. Подобная обработка получила название «высокотемпературная обработка расплавов» - ВТОР.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >