Микронеоднородность бинарных металлических расплавов с эвтектикой и с расслоением в жидком состоянии тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

¿Г?

АКСЕНОВА Ольга Петровна

□03058083

МИКРОНЕОДНОРОДНОСТЬ БИНАРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ С ЭВТЕКТИКОЙ И С РАССЛОЕНИЕМ В ЖИДКОМ

СОСТОЯНИИ

Специальность 02 00 04 - Физическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Екатеринбург 2007

003058089

Работа выполнена в ГОУ ВПО Уральский государственный технический универсигет - УПИ

Ведущая организация — Институт химии твердого тела УрО РАН

Защита состоится 11 мая 2007 г в 13°° часов на заседании диссертационного совета Д 004 001 01 при ГУ Институт металлургии Уральского Отделения Российской Академии Наук по адресу 620016, г.Екатеринбург, ул Амундсена, 101

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке УрО

Научный руководитель

доктор химических наук, профессор

Людмила Александровна ЖУКОВА

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Владимир Степанович ШЕПЕЛЕВ

кандидат фиа-мат наук, доцент

Ольга Анатольевна ЧИКОВА

РАН

Автореферат разослан « пп и'' 2007

г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 004 001 01, доктор технических наук

А Н Дмитриев

Общая характеристика работы Актуальность работы. Последние десятилетия характеризуются интенсивным развитием исследований свойств и строения металлических расплавов Практический интерес обусловлен тем, что большинство способов получения металлов и сплавов связано с пребыванием их в расплавленном состоянии Развитие существующих и создание новых методов обработки металлов в жидком состоянии является одним из перспективных путей повышения качества металлопродукции Вместе с тем, разработка и применение таких методов возможна лишь на основе ясных представлений о строении жидких металлических сплавов Особый интерес представляет исследование расплавов систем с эвтектиками

На сегодняшний день еще нет полной ясности в вопросе о природе эвтектического плавления (кристаллизации), характере распределения атомов в расплавленной эвтектике и его зависимости от температуры и других внешних факторов В то же время опытным путем установлено существенное влияние температуры перегрева над ликвидусом и времени выдержки на структуру и свойства литого металла

Влияние структурной наследственности на строение и свойства эвтектических расплавов можно считать общепризнанным Однако причины и истинный характер микронеоднородностей, наследуемых расплавом от твердого состояния, пока не вполне ясны Раскрытие взаимосвязи твердого и жидкого металлических состояний позволит более эффективно воздействовать на структуру и свойства расплавов и получаемых из них конструкционных материалов

Перспективными с точки зрения создания новых материалов специального назначения являются сплавы на основе бинарных расслаивающихся систем Однако их производство затруднено вследствие большой разницы точек плавления компонентов и сильной тенденции сплавов к расслоению в жидком состоянии в широком интервале температур и концентраций Особенности атомного строения жидких равновесных фаз в бинарных металлических

системах с расслоением, а также причины, приводящие к ограниченной смешиваемости компонентов в жидком состоянии, изучены недостаточно Поэтому изучение атомного распределения в таких системах, как с целью углубления научных представлений, так и для разработки специальных технологий, позволяющих получать достаточно однородное распределение по объему структурных составляющих, является актуальной задачей Работа выполнена при поддержке грантом РФФИ (№ 03-03-33106), грантами по фундаментальным проблемам в области металлургии (№ 98-26-5 1-89 и №97-18-1 2-8)

Цель работы. Описание микрогетерогенного строения расплавов в системах с эвтектикой (на примере систем Sn-Pb, Ag-Ge и Al-Si) с использованием модели монодисперсной эмульсии Выявление особенностей строения каждой из равновесных фаз в расслаивающихся расплавах 1п-А1 и Ga-Pb

В диссертации решались следующие задачи:

1 Описание микрогетерогенного строения расплавов в системах с эвтектикой (на примере систем Sn-Pb, Ag-Ge и Al-Si) с учетом возможности существования их в форме коллоидных растворов, или эмульсии, и с использованием модели монодисперсной эмульсии Термодинамический анализ модельной эмульсии

2 Обработка данных дифракционного эксперимента для эвтектических расплавов систем Ag-Ge и Sn-Pb с использованием представления о них как об эмульсиях Экспериментальное подтверждение существования переходных оболочек (ПО) эвтектического состава на границе раздела дисперсной частицы (ДЧ) и дисперсионной среды (ДС), а следовательно, и адекватности предлагаемой модели строения расплавов

3 Расчет возможных ориентационных соотношений на границе раздела кристаллических фаз двойной эвтектики и их анализ на основе представления решетки совпадающих узлов (РСУ)

4 Проведение калориметрических исследований расплавов эвтектической системы Бп-РЬ в широком температурном интервале Моделирование политерм изменения энтальпии сплавов систем Ял-РЬ и А1-Б1 с целью установления соответствия строения расплавов той или иной модели (эмульсии, однородного раствора, смеси двух жидких фаз)

5 Разработка и применение методики разделения вкладов двух жидких фаз в дифракционную картину расслаивающегося двойного металлического расплава с целью выявления особенностей строения каждой из равновесных фаз в расплавах 1п-А1 и ва-РЬ

Научная новизна работы заключается в следующем

1 Реализовано приложение модели монодисперсной эмульсии, которая предполагает наличие ПО с плотнейшей упаковкой атомов обоих сортов на границе раздела двух жидких фаз, к описанию строения расплавов эвтектических систем 8п-РЬ и Ag-Ge

2 Впервые предложена оригинальная методика обработки данных дифракционного эксперимента для эвтектических расплавов, результаты которой подтвердили наличие в них ПО с повышенной плотностью упаковки атомов, следовательно, и адекватность предложенной модели

3 Установлено, что именно присутствие ПО на границе раздела ДЧ-ДС в модели эвтектической эмульсии расплавов бинарной металлической системы играет определяющую роль в стабилизации дисперсного состояния расплава

4 Показана возможность определения размерных и энергетических параметров эмульсии, отвечающих метастабильному равновесию системы

5 Разработана оригинальная методика разделения вкладов двух жидких фаз в структурный фактор (СФ) расслаивающихся двойных металлических расплавов

6 Впервые показана качественная неравноценность равновесных жидких фаз в бинарных расслаивающихся металлических системах

Автор защищает:

1 Результаты термодинамического анализа модели монодисперсной эмульсии на примере систем Sn-Pb и Ag-Ge

2 Методику и результаты обработки данных дифракционного эксперимента для эвтектических расплавов систем Sn-Pb и Ag-Ge

3 Результаты расчета и анализа ориентационных соотношений на границе раздела кристаллических фаз двойной эвтектики

4 Результаты калориметрических исследований и моделирования политерм изменения энтальпии расплавов эвтектических систем Sn-Pb и Al-Si в широком температурном интервале

5 Методику разделения вкладов двух жидких фаз в дифракционную картину и результаты моделирования функции радиального распределения атомов (ФРРА) расслаивающихся двойных металлических расплавов

Личный вклад автора состоит в следующем:

1 Реализовано приложение модели монодисперсной эмульсии к описанию строения расплавов эвтектических систем Sn-Pb и Ag-Ge

2 Проведены расчеты размерных и энергетических параметров модельных эмульсий, отвечающих метастабильному равновесию расплавов Sn-Pb и Ag-Ge в микрогетерогенном состоянии, при различных температурах и концентрациях компонентов

3 Рассчитаны и проанализированы СФ и ФРРА ПО на границе ДЧ - ДС для эвтектических расплавов Sn-Pb и Ag-Ge

4 Проведены калориметрические исследования сплавов эвтектического, до- и заэвтектического составов системы Sn-Pb в широком температурном интервале, а также моделирование политерм изменения энтальпии трех сплавов системы Sn-Pb и доэвтектического сплава системы Al-Si с целью установления соответствия строения расплавов той или иной модели (однородного раствора, смеси двух жидких фаз, эмульсии)

5 Определены возможные ориентационные соотношения на границе раздела кристаллических фаз двойной эвтектики в 40 системах и проведен их анализ с использованием представления РСУ

6 Предложена методика разделения вкладов двух жидких фаз в дифракционную картину расслаивающегося двойного металлического расплава Реализовано ее применение для выявления особенностей атомного строения каждой из равновесных фаз в расплавах In-Al и Ga-Pb

7 Под руководством автора разработан программный продукт АРМ ФРРА, позволяющий проводить расчет модельных ФРРА расслаивающихся бинарных металлических расплавов

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях. 5th Experimental Chaos Conference (Orlando, USA, 1999), I Международной конференции "Металлургия и образование" (Екатеринбург, 2000), X Российской конференции "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов" (Екатеринбург, 2001), научной конференции "Физические свойства металлов и сплавов"(Екатеринбург, 2001), XI Российской конференции "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов" (Екатеринбург - Челябинск, 2004), International High Temperature Materials Conference 11, HTMC 11, (Japan, Tokyo, 2003); ECOSS22, Conference Czech Republic, (Praha, 2003), Международной конференции "Эвтектика VI" (Запорожье, Украина, 2003), XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005), Ш Российской научно-технической конференции "Физические свойства металлических сплавов" (Екатеринбург, 2005), Международной научно-практической конференции "Связь-пром 2006" (Екатеринбург, 2006), I, II, VII и IX отчетных конференциях молодых ученых (Екатеринбург, 2001,2002,2004 и 2006)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей в рецензируемых журналах, 5 докладов в сборниках трудов конференций, 15

тезисов докладов в сборниках тезисов докладов конференций, 1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения Объем основной части работы составляет 158 страниц машинописного текста Диссертация содержит 47 рисунков и 8 таблиц Список литературы включает 156 наименований

Содержание работы Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, ее цель, отражены научная новизна результатов исследования, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор современных представлений о строении, микронеоднородности и структурной наследственности металлических расплавов Рассмотрены особенности взаимодействия фаз эвтектики в твердом состоянии, а также экспериментальное обнаружение микронеоднородности расплавов эвтектических систем Показано, что строение готового образца зависит от предыстории исследуемого бинарного эвтектического расплава, т е от того, получено данное жидкое состояние системы в результате плавления и нагрева или после охлаждения от повышенных температур Важно, был ли приведен расплав в состояние равновесия Рассмотрены условия существования термодинамически равновесных двухфазных дисперсных систем, а также особенности строения систем с расслоением в жидком состоянии На основании анализа литературных данных сформулированы цель работы и задачи исследования

Во второй главе дано описание модели монодисперсной эмульсии, суть которой заключается в том, что в результе плавления эвтектики одна из жидких фаз, на основе более тугоплавкого компонента В (или Р-раствор), самопроизвольно диспергирует во второй фазе При этом вторая фаза -компонент А (или а-раствор) становится сплошной ДС, в которой равномерно распределены сферические ДЧ одного размера Растворы аир взаимно насыщены и отвечают составам твердых фаз при Т = Тэ

Особенностью модели является допущение о формировании на границе раздела фаз переходного слоя (фазы эвтектического состава) с плотней шей упаковкой атомов обоих сортов на основе координационных многогранников Фран ка-Касп ера, обусловленного повышенным взаимодействием компонентов на межфазных границах твердой эвтектики (рис. I).

Необходимые для расчета данные о температурных и концентрационных зависимостях плотности расплавов взяты из работ П.С. Попеля с сотрудниками и Л.П. Андреева.

В результате применения этой модели к системам Бп-РЬ и А§-Се установлено, что размеры ДЧ в них отвечают коллоидным системам (-Ы0 нм). Для оценки устойчивости расплава в форме эмульсии рассчитывали разность между изменениями энергии

Рис, 1. Схематическое изображение фрагмента мои одномерен ой эмульсин в эвтектическом расплаве. ДЧ - дисиерсная частица; ДС — дисперсионная среда; ПО - переходная оболочка

Гиббса при образовании дисперсной системы и истинного раствора из жидких компонентов: АС = ДСдис,- ДС?к,.р-ра= Лбдч + АСас + ЛСгю + АС Т Л5ДИСП - ДСист.р.ра, (1)

где первые три слагаемых - соответственно изменения энергии Гиббса, вызванные образованием ДЧ, ДС и ПО. Слагаемое ДС„ отражает вклад, вносимый образованием границ раздела между фазами. ТАЗаиа, - энтропийное слагаемое, обусловленное участием ДЧ в броуновском движении.

Энтропийное слагаемое в уравнении (1) определяли, полагая, что энтропия системы при диспергировании возрастает за счет возможных перестановок ДЧ вместе с ПО как единого целого с атомами ДС:

ДЗщсп = Л {йдч Ы [(«дч * Иде)/ Идч] + Иде 1п [(Иду + ИдсУ Иде)},

9

где ядч и Иде - соответственно числа дисперсных частиц и атомов дисперсионной среды в 1 моле расплава эвтектического состава

Показана возможность существования минимума на зависимостях ЛСГфпо) и АСгдапСАю), который отвечает метастабильному равновесию системы в состоянии эмульсии и появляется лишь при значениях толщины ПО, составляющих ~ 3 межатомных расстояния (~ 1 - 2 координационные сферы) (рис 2) Величина Ато связана с Ядч линейной зависимостью

ДС, ДжЛголъ ~—______Межфазные натяжения О]

(на границе ДЧ-ПО), ст2 (на границе ПО-ДС) и приведенная межфазная энергия а а = ст, + (1 +Аю/ЯДЧ)2СТ2, при которых возможно формирование минимума, составляют от нескольких десятков до сотен мДж/м2, что

25 35 45 55 6.5 75

_0ГО1Д говорит о достаточно сильном

Рнс 2 Зависимость изменения энергии Гнббса межатомном взаимодействии

на рассматриваемых границах Показано, что из всех

1

2 - а, = -10 мДк/ч5

3 - 01 = -20 мДк/м!

4 -а, = -30 лДк/м2

5 - о, = -40 мДе/ч2

б - <Г1 = -50 мДк/«2

АО = А&дсп - Д<ЗИС1р.ра от толщины ПО

эвтектического сплава А§-Ое при Т = 924 К

слагаемых изменения энергии

Гиббса системы в уравнении (1) только изменение энергии ДбоСЯдч). связанное

с образованием межфазных границ с ПО на них, имеет зависимость от /?дч с

минимумом Энтропийное слагаемое в рамках данной модели не играет

заметной роли в стабилизации коллоида, т к в области минимума оно на

~ 2 порядка величины меньше, чем Д0о(Ядч)

Предложен механизм теплового расширения модельной эмульсии,

заключающийся в том, что увеличение объема расплава при нагреве

происходит, главным образом, за счет разрыхления упаковки атомов в ПО

Выявлено, что с повышением температуры в области микронеоднородного дисперсного состояния расплава, вблизи точки излома политерм, плотность ПО приближается к средней плотности расплава Полученный результат позволяет заключить, что переход от дисперсного состояния расплава к однородному раствору становится возможным благодаря устранению кинетического торможения процесса растворения ДЧ, связанного с повышенным межатомным взаимодействием компонентов в ПО при низких температурах Необратимость разрушения структурных особенностей, наследуемых от твердой эвтектики, при повышенных температурах и отсутствие условий для их восстановления при последующем охлаждении гомогенизированного расплава объясняют гистерезис структурно-чувствительных свойств

Показано, что метастабильное равновесие эмульсии в данной модели жидкой эвтектики возможно, если приведенная межфазная энергия является линейной функцией радиуса ДЧ и возрастает с их укрупнением. При всех исследованных температурах в обеих системах эмульсия в сплаве эвтектического состава характеризуется повышенной дисперсностью по сравнению с до- и заэвтектическими составами Установлено, что именно наличие ПО играет определяющую роль в стабилизации дисперсного состояния расплава

В третьей главе проведены теоретические расчеты, цель которых -определение атомной структуры ПО с использованием дифракционных данных Получены и проанализированы с использованием понятия РСУ возможные ориентационные соотношения в простых эвтектических системах и в системах с эвтектиками между металлом и интерметаллидом

В результате расчетов ориентационных соотношений фаз в металлических эвтектиках показано, что для всех 40 рассмотренных систем, за исключением вырожденных, существуют РСУ, плоские сечения которых могут формировать межфазные границы с периодическим строением, высокими плотностями совпадающих узлов Это обусловливает строгое количественное соотношение атомов компонентов со стороны обеих фаз в плоскости контакта, определяет

состав переходного слоя, а также позволяет связать концентрации компонентов в ПО с составом эвтектики

В работе были по-новому интерпретированы результаты дифракционных исследований расплавов эвтектических систем Sn-Pb и Ag-Ge с целью подтвердить присутствие в эвтектических расплавах смешанных упаковок атомов с повышенной плотностью, характерной для ПО, и исследовать их структуру -Для расплавов, находящихся в дисперсном состоянии, получено выражение.

а.юОО = [/(*) аО) - Л/дч /дч20) ЭдчО) - NAC /дс2С0 адсС*)] / (Мю /no20)),

где ЭпоС^) - СФ ПО; fis), a(s) - средний атомный фактор рассеяния и экспериментальный СФ сплава, ЛГдч, Npp, Nno, /дч (■?), Уде СО, fno(s) - мольные доли и атомные факторы структурных составляющих расплава, 8дц(я), адс(5)-СФ ДЧиДС

Кривые апо(^) в обеих системах имеют все максимумы выше соответствующих пиков a(s) расплавов эвтектического состава, что свидетельствует о более выраженной упорядоченности ПО. Наличие

сокращенных межатомных расстояний в ПО по сравнению со среднестатистическим

подтверждается закономерным смещением дальних пиков СФ ПО в сторону больших значений s, а также сравнением ФРРА ПО и эвтектического сплава (рис 3) в форме разностных кривых

Таким образом, для Рис 3 Разностные ФРРА расплава Sn-Pb расплавов Sn-Pb и Ag-Ge

эвтектического состава и ПО получено

доказательство присутствия ПО вблизи ликвидуса

экспериментальное

В четвертой главе изложена методика экспериментальных исследований изменения энтальпии методом адиабатической дроп-калориметрии сплавов систем Sn-Pb и Al-Si при плавлении и нагревании в области жидкого состояния Проведено сопоставление экспериментально полученных значений изменения энтальпии трех сплавов (до-, эвтектического и заэвтектического) системы Sn-Pb при плавлении и нагреве в области жидкого состояния с рассчитанными для однородного раствора, смеси двух жидких фаз эвтектики и эмульсии (рис 4)

Очевидно, что расплав в условиях опыта не является однородным раствором

Получено, что результаты расчета для эмульсии практически совпадают с расчетом для смеси двух жидких фаз. Это связано с небольшим вкладом ПО (Nno= 0,065).

Аналогично были

проанализированы

экспериментальные данные, полученные Е В Брекоткиной, В Ю Бодряковым и В М Замятиным в интервале температур 670 - 1100 К доэвтектического сплава системы Al-Si, содержащего 8,9 мол % Si Наилучшее согласие опытных и расчетных значений изменения энтальпии расплава достигается при использовании модели неоднородного строения, которая учитывает возможность длительного существования значительной части Si в расплаве Al-Si в надликвидусной области в виде твердых ДЧ Доля дисперсной фазы в расплаве близка к таковой для Si, входящего в состав эвтектики Показано, что после плавления в интервале температур от ликвидуса до ~ 1100 К в системе возможно длительное существование неравновесного коллоидного состояния расплава, в котором ДЧ Si сохраняют кристаллическую структуру

г, к

Рис 4 Зависимость изменения энтальпии эвтектического расплава Sn-Pb от температуры

В пятой главе исследовано строение расслаивающихся расплавов Ga-Pb и In-Al Разработана оригинальная методика разделения вкладов каждой жидкости в картину рассеяния излучения двухфазным жидким образцом Ее применение позволило впервые рассчитать СФ и ФРРА сосуществующих жидких фаз в бинарной металлической системе Разные по составу сплавы, попадающие под купол несмешиваемости, при одной и той же температуре состоят из двух жидкостей LI и L2, каждая из которых рассеивает излучение независимо от другой, так что результирующая зависимость интенсивности рассеяния электронов от волнового вектора s всем расплавом формируется по правилу аддитивности

7(5) = In(s) + Ia(s) = Nufn 2(s) a¿,(s) + Nnfn\s) aL2{s), (2)

где hiiß) и I¿2(s) - интенсивности рассеянных электронов соответственно жидкостями LI и L2, NL\ и Nu - их мольные доли в расплаве, fu{s) и /¡¿(s) -средние атомные факторы, a^fY) и aL2(s) - СФ несмешивающихся жидкостей

По опытным данным для сплавов двух составов при одной и той же температуре в области несмешиваемости, решая систему двух уравнений вида (2), найдены неизвестные функции Эл(5) и a¿2(s)> а по ним рассчитаны ФРРА жидкостей LI и L2 Последующий анализ строения обеих жидких фаз проведен путем сопоставления полученных кривых ФРРА с модельными кривыми, рассчитанными следующим образом.

п Z ^

Gl мод _ К1 - * _

А-А - ¿L [Z

д/2 • п ик

где п - число координационных сфер в данной группировке, Zt — координационное число на к-й сфере, гк - радиус к-й координационной сферы, - среднее квадратичное отклонение на к - й сфере Gtí.Bm:l и

GB./m рассчитываются аналогично (3) Результаты моделирования представлены на рис 5.

2-ñl

(3)

Установлено, что жидкость Ы, на основе более легкоплавкого

компонента системы представляет собой

микронеоднородный раствор, в котором более тугоплавкий компонент распределен как поатомно, так и образует скопления, размеры которых не превышают размеров одной координационной сферы

Рис. 5 Модельные (пунктир) и экспериментальные ФРРА жидкости XI при различных температурах (система ва-РЬ)

Строение жидкости Ы на основе более тугоплавкого компонента отвечает представлению об однородном растворе с распределением компонентов, близким к статистическому Таким образом, наряду с макроскопическим расслоением систем 1п-А1 и ва-РЬ в жидком состоянии, в них проявляется и микрорасслоение фазы на основе более легкоплавкого компонента

Разработан программный продукт АРМ ФРРА, позволяющий с достаточной точностью и скоростью проводить расчет модельных ФРРА расслаивающихся бинарных металлических расплавов

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем 1. Рассчитаны размерные характеристики модельных монодисперсных эмульсий в расплавах Бп-РЬ и А§-Ое в широких концентрационных и температурных интервалах Показано, что радиус ДЧ связан линейной зависимостью с толщиной ПО, и эти величины отвечают характерным размерам коллоидных систем Наиболее высокая дисперсность эмульсии, а также объемная доля ПО отмечены в сплавах эвтектического состава Радиусы частиц (Бп-РЬ 13 - 18 нм при эвтектическом составе и 13 - 25 нм

при до- и заэвтектических, А§-ве 1,28 - 3,35 нм при эвтектическом составе и 1,5 - 7,7 нм при до- и заэвтектических) в минимумах кривых Д(7(£>по) находятся в области размеров, свойственных коллоидным системам

2 Проведен термодинамический анализ модельных эмульсий в системах Бп-РЬ и Ag-Ge Показана возможность существования минимума на зависимости изменения энергии Гиббса системы при образовании эмульсии от толщины ПО Минимум отвечает метастабильному равновесию системы в коллоидном состоянии и появляется лишь при значениях толщины ПО, составляющих ~ 3 межатомных расстояния, что соответствует поперечнику координационного многогранника Франка-Каспера Межфазные натяжения, при которых возможно формирование минимума, составляют от нескольких десятков до сотен мДж/м2 и близки к величинам в расслаивающихся металлических системах Установлено, что метастабильная эмульсия в сплаве эвтектического состава характеризуется повышенной дисперсностью по сравнению с эмульсиями в сплавах до- и заэвтектических составов

3 Предложен механизм теплового расширения модельной эмульсии, заключающийся в том, что увеличение объема расплава, находящегося в дисперсном состоянии, при нагреве происходит за счет разрыхления упаковки атомов в ПО Показано, что изломы на политермах свойств расплавов эвтектических систем следует связывать с появлением возможности и началом перехода системы из дисперсного состояния в состояние истинного раствора, а дальнейшие изменения при более высоких температурах - с изменениями в пределах ближнего порядка в направлении к статистически однородному распределению частиц по сорту Этот переход становится возможным благодаря устранению кинетического торможения процесса растворения ДЧ, связанного с повышенным межатомным взаимодействием компонентов в ПО при низких температурах Необратимость разрушения при повышенных

температурах структурных особенностей расплава, наследуемых от твердой эвтектики, и отсутствие условий для их восстановления при последующем охлаждении гомогенизированного расплава объясняют гистерезис структурно-чувствительных свойств

Установлено, что именно наличие ПО на границе ДЧ-ДС играет решающую роль в стабилизации дисперсного состояния эвтектических расплавов Обусловленная их присутствием экстремальная (с минимумом) зависимость вклада межфазной энергии в изменение энергии Гиббса при диспергировании от дисперсности определяет характер зависимости ЛС7лисп от радиуса частиц

Предложена нетрадиционная обработка экспериментальных дифракционных данных о расплавах эвтектических систем, позволяющая в предположении эмульсионного строения расплава вблизи ликвидуса рассчитывать СФ и ФРРА ПО Для эвтектических расплавов Бп-РЬ и Ag-Ge получено экспериментальное доказательство присутствия ПО вблизи ликвидуса Выявленное в обеих системах сокращение межатомных расстояний в ПО по сравнению со значениями в растворе эвтектического состава подтвердило правомерность предположения о плотноупакованной структуре ПО на основе многогранников Франка-Каспера Рассчитаны возможные ориентационные соотношения кристаллических решеток эвтектических фаз в 40 системах с эвтектиками Показано, что их не удается установить лишь в вырожденных эвтектиках, где совместная кристаллизация фаз не наблюдается Упорядоченное, периодическое строение межфазных границ в твердой эвтектике обусловливает строгое количественное соотношение атомов компонентов со стороны обеих фаз в плоскости контакта, что позволяет связать концентрации компонентов в пограничном слое (ПО), формирующемся при плавлении, с составом эвтектики

По результатам проведенных калориметрических измерений определены изменения энтальпии трех сплавов (до-, эвтектического и заэвтектического

составов) системы Sn-Pb и доэвтектического сплава системы Al-Si при плавлении и нагревании в области жидкого состояния Полученные политермы в обеих системах наилучшим образом согласуются с зависимостями, рассчитанными для дисперсного состояния расплавов, и лишь в области высоких температур приближаются к расчетным кривым, отвечающим истинному раствору Установлена возможность длительного существования неравновесного коллоидного состояния расплава в системе Al-Si, в котором ДЧ Si сохраняют кристаллическую структуру.

8 Разработана оригинальная методика разделения вкладов двух жидких фаз в СФ расслаивающихся двойных металлических расплавов На основании анализа и моделирования рассчитанных по ним кривых ФРРА установлено, что, наряду с макроскопическим расслоением систем 1п-А1 и Ga-Pb в жидком состоянии, в них проявляется и микрорасслоение фазы на основе более легкоплавкого компонента Жидкость на основе более тугоплавкого компонента представляет собой микроскопически однородный раствор Впервые показана качественная неравноценность равновесных жидких фаз в бинарных расслаивающихся металлических системах

9 Масштаб микронеоднородности в расслаивающихся системах (в жидкости на основе более легкоплавкого компонента), в отличие от систем эвтектического типа вблизи ликвидуса, ограничивается областью ближнего порядка и не приводит к двухфазности жидкости, поскольку в системах с монотектикой отсутствуют физические носители микрорасслоения -межфазные границы (с ПО на них), подобные тем, которые сохраняются после плавления эвтектик Микронеоднородность одной из расслаивающихся жидкостей, а также расплава выше купола несмешиваемости может быть связана с большим различием размеров атомов компонентов и энергий межатомного взаимодействия

10. Разработан программный продукт АРМ ФРРА, позволяющий с удовлетворительной точностью и достаточно высокой скоростью

проводить расчет модельных ФРРА расслаивающихся бинарных металлических расплавов

Основное содержание работы представлено в следующих публикациях

1 Анализ термодинамической устойчивости дисперсного состояния жидкой эвтектики / JIА Жукова, А А Жуков, JIП Головушкина, О П Солнцева (ОП Аксенова)//Металлы 2001 №3 С 14-19.

2 Zhukova L A Metastable disperse states m liquid metallic eutectics / L A Zhukova, О P Solntseva, L P Golovushkina // 5th Experimental Chaos Conference 1999 Orlando, Florida USA P 130-131 (P76)

3 Жукова Л А Строение переходных слоев на границе раздела фаз эвтектической эмульсии в бинарных металлических системах / Л А Жукова, О П Солнцева//Расплавы 2001 №2 С 8-14

4 Жукова Л А. Атомное строение границы раздела фаз в эвтектических эмульсиях / Л А Жукова, О П Солнцева // Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов труды X Росс конф Екатеринбург УрО РАН, 2001 С 153-156

5. Жукова Л А Ориентационные соотношения фаз в металлических эвтектиках / Л А Жукова, О П Солнцева // Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов- труды X Росс конф Екатеринбург УрО РАН, 2001. С 150-152

6 Жукова Л А Характеристики дисперсного состояния расплавов двойных металлических эвтектик / Л А Жукова, О.П. Солнцева, А С Трифонов // Физические свойства металлов и сплавов сб тезисов докладов Екатеринбург УГТУ-УПИ, 2001 С 41

7 Жукова Л А Взаимосвязь строения твердых и жидких металлических эвтектик / Л.А. Жукова, О П Солнцева // Науч труды I отчет конф молодых ученых УГТУ-УПИ Екатеринбург, 2001. С.58-59

8 Жукова Л А Зависимость параметров монодисперсной эмульсии в расплавах двойных металлических эвтектик от температуры и состава / Л А Жукова, ЛП Головушкина, ОП Солнцева // Металлургия и

образование материалы I междунар конф Екатеринбург УГТУ-УПИ, 2000 С 131-132

9. Роль межфазной поверхности в формировании структуры расплавов металлических эвтектик / JI А. Жукова, А А Жуков, О П Солнцева, JI П.Толовушкина // Адгезия расплавов и пайка материалов Киев, 2001 №35 С 85-91

10 Жукова J1А Изменение энтальпии эвтектического сплава Sn-Pb в жидком состоянии / JI А. Жукова, О П Аксёнова // Науч труды II отчет конф молодых ученых УГТУ-УПИ Екатеринбург, 2002 С 74-75

11 Аксенова ОП Изменение энтальпии сплавов Sn-Pb при плавлении и нагревании в области жидкого состояния / О П Аксенова, JI.A Жукова, В M Замятин //Расплавы. 2002 №5 С 28-35.

12. Zhukova L A Simulations of disperse state in melted binary metallic eutectics / L A Zhukova, A A Zhukov, О P Aksyonova // Abstracts of international High Temperature Materials Conference 11 (HTMC 11) Japan Tokyo 2003

13 Аксенова ОП Особенности неравновесного состояния доэвтектического расплава Al-Si / О П Аксенова, JIА Жукова, В М. Замятин Режим доступа: httpV/molod mephi.ru/2003/Data/356 htm

14 Аксенова ОП Изменение энтальпии доэвтектического сплава Al-Si при нагревании в твердом и жидком состоянии / О П. Аксенова, Л А Жукова, В М.Замятин //Расплавы 2004 №2 С.39-44

15 Взаимосвязь твердого и жидкого состояний металлических эвтектик / JI.A Жукова, А А Жуков, О П Аксенова, В M Замятин // Эвтектика VI науч. труды междунар конф Запорожье, Украина. 2003 С 206-208

16 Zhukova L A Microgeterogemty and the enthalpy of formation of binary metallic eutectic systems melts / LA Zhukova, О P Aksyonova, V.M Zamyatin // ECOSS22, Conference Czech Republic Praha 2003

17 Атомное строение расслаивающихся расплавов галлий-свинец и алюминий-индий / JIА Жукова, О П Аксенова, А А Жуков, M С. Криволуцкая, В M Замятин // Строение и свойства металлических и

шлаковых расплавов труды XI Росс конф Екатеринбург - Челябинск изд-во ЮурГУ, Т 1. 2004 С 140-144

18 Аксенова ОП Атомное строение расплава In-Al / ОП Аксенова, JIА Жукова // Науч труды VII отчет конф молодых ученых УГТУ-УПИ Екатеринбург, 2004 С 151

19 Быков ЕА. Автоматизация расчета модельной функции радиального распределения атомов бинарных расслаивающихся расплавов / Е А Быков, К А Аксенов, ОП Аксенова // Науч труды VII отчет конф молодых ученых УГТУ-УПИ Екатеринбург, 2004 С 65-66

20 Особенности строения фаз в двойных расслаивающихся металлических расплавах / JIА Жукова, О П Аксенова, А А Жуков, JIС Афанасьева // Вестник ГОУ ВПО УГТУ УПИ Металлургия и образование на Урале Екатеринбург УГТУ-УПИ, 2005 №13 С 95-97

21 Аксенова ОП Особенности строения равновесных фаз в расслаивающихся металлических расплавах In-Al / О П Аксенова, JIА Жукова, А А. Жуков / сб тезисов докладов и сообщений XI Росс конф по теплофизич свойствам веществ Режим доступа http //www maxiar spb ru Санкт-Петербург, 2005. T.l, С 49

22 Особенности атомного строения и межфазного взаимодействия в расслаивающихся металлических расплавах / JIА Жукова, О П Аксенова, А А Жуков, Л С. Афанасьева // Физические свойства металлических сплавов, сб. тезисов докл III Росс Науч -техн конф Екатеринбург УГТУ-УПИ, 2005 С 129-130

23. Программа автоматизации расчета модельной функции радиального распределения атомов бинарных расслаивающихся расплавов / Е А Быков, К А Аксенов, ОП Аксенова, Л А Жукова // Информационные технологии и электроника: IX Всеросс студ науч -техн Интернет-конф Режим доступа httpV/webconf rtf ustu ru, Екатеринбург, 2004

24 Жукова Л А Атомное строение расслаивающихся расплавов In-Al / Л А Жукова, О П Аксенова // Расплавы 2006 №1 С 70-75

25 Аксенова ОП Атомное строение расслаивающихся расплавов ва-РЬ / ОП Аксенова, Л А Жукова // Науч труды IX отчет, конф молодых ученых УГТУ-УПИ Екатеринбург, 2006 4.4. С.50-52.

26. Автоматизированный расчет модельной функции радиального распределения атомов бинарных расслаивающихся расплавов / О П. Аксенова, Е А Быков, К А Аксенов, Л А Жукова // Связь-пром 2006 сб. науч трудов междунар науч -практ конф Екатеринбург, 2006 С 191-193

27 Аксенова О П Моделирование строения расслаивающихся расплавов 1п-А1 и Са-РЬ / ОП Аксенова, Л А Жукова // Науч труды молодых ученых УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 2006 С 80-85

28 А с 2006613671 РФ Автоматизированный расчет модельной функции радиального распределения атомов расслаивающихся расплавов бинарных металлических систем (АРМ ФРРА) / К А Аксенов, О П Аксенова, Е А Быков, Л А Жукова Заявка № 2006612876, заявл 23 08 2006, опубл 23 10 2006

Отпечатано в типографии ООО «Издательство УМЦ УПИ» 620002, Екатеринбург, ул Мира, 17, оф С-123 Заказ /Ь 3{? Тираж '/¿.О экз

Аксенова Ольга Петровна Микронеоднородность бинарных металлических расплавов с эвтектикой и с расслоением в жидком состоянии

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Строение металлических расплавов.

1.2. Строение сплавов бинарных эвтектических систем.

1.2.1. Особенности взаимодействия фаз эвтектики в твердом состоянии.

1.2.2. Экспериментальное обнаружение микронеоднородности расплавов эвтектических систем.

1.2.3. Термодинамическая устойчивость металлических расплавов.

1.3. Системы с расслоением в жидком состоянии.

1.4. Обоснование постановки задачи.

2. МОДЕЛЬ МОНОДИСПЕРСНОЙ ЭМУЛЬСИИ.

2.1. Расчет размерных характеристик модельной эмульсии.

2.2. Термодинамический анализ модельной эмульсии в расплаве эвтектического состава.

2.3. Учет влияния температуры на параметры модели монодисперсной эмульсии.

2.4. Термодинамический анализ до- и заэвтектических бинарных расплавов с использованием модели монодисперсной эмульсии.

Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СУЩЕСТВОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ОБОЛОЧЕК (ПО) В ЭВТЕКТИЧЕСКИХ РАСПЛАВАХ.

3.1. Определение атомной структуры ПО с использованием дифракционных данных.

3.2. Ориентационные соотношения фаз в твердых металлических эвтектиках.

Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНТАЛЬПИИ СПЛАВОВ ЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРИ ПЛАВЛЕНИИ И НАГРЕВАНИИ В ОБЛАСТИ ЖИДКОГО СОСТОЯНИЯ.

4.1. Методика исследования энтальпии.

4.1.1. Конструкция калориметра.

4.1.2. Конструкция печи.

4.1.3. Электрическая схема калориметра.

4.1.4. Методика проведения эксперимента.

4.2. Изменение энтальпии сплавов Sn-Pb при нагревании в твердом и ясидком состояниях.

4.3. Изменение энтальпии доэвтектического сплава Al-Si при нагревании в твердом и

Выводы.

5. БИНАРНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ С РАССЛОЕНИЕМ В ЖИДКОМ СОСТОЯНИИ.

5.1. Методика разделения вкладов двух несмешивающихся жидкостей в структурный фактор бинарного расплава.

5.1.1. Система In-Al.

5.1.2. Система Ga-Pb.

5.2. Программа "Автоматизированный расчет модельной функции радиального распределения атомов" (АРМ ФРРА).

Актуальность работы

Последние десятилетия характеризуются интенсивным развитием исследований свойств и строения металлических расплавов. Практический интерес обусловлен тем, что большинство способов получения металлов и сплавов связано с пребыванием их в расплавленном состоянии. Развитие существующих и создание новых методов обработки металлов в жидком состоянии является одним из перспективных путей повышения эффективности производства и улучшения качества металлопродукции, получения материалов с заданными свойствами. Вместе с тем, разработка и применение таких методов возможны лишь на основе ясных представлений о строении жидких металлических сплавов. Особый интерес представляет исследование расплавов систем с эвтектиками. Многие из них являются основой важных в техническом отношении композиций, в частности жаропрочных сплавов и аморфизующихся при закалке из жидкого состояния, в качестве вязкой основы сложных сплавов высокой прочности и т.д.

На сегодняшний день еще нет полной ясности в вопросе о природе эвтектического плавления (кристаллизации), характере распределения атомов в расплавленной эвтектике и его зависимости от температуры и других внешних факторов. В то же время опытным путем установлено существенное влияние температуры перегрева над ликвидусом и времени выдержки на структуру и свойства литого металла.

Установленный факт структурной наследственности металлургических расплавов, характерных для систем с эвтектиками, с успехом учитывается на практике при формировании структуры литого металла. Однако причины и истинный характер микронеоднородностей, наследуемых расплавом от твердого состояния, пока не вполне ясны. Раскрытие взаимосвязи твердого и жидкого металлических состояний позволит более эффективно воздействовать на структуру и свойства расплавов и получаемых из них конструкционных материалов.

Перспективными с точки зрения создания новых материалов специального назначения (антифрикционных, износостойких и т.д.) являются сплавы на основе бинарных расслаивающихся систем. Однако их производство затруднено вследствие большой разницы точек плавления компонентов и сильной тенденции сплавов к расслоению в жидком состоянии в широком интервале температур и концентраций. Особенности атомного строения жидких равновесных фаз в бинарных металлических системах с расслоением, а также причины, приводящие к ограниченной смешиваемости компонентов в жидком состоянии, изучены недостаточно. Поэтому изучение атомного распределения в таких системах, как с целью углубления научных представлений, так и для разработки специальных технологий, позволяющих получать достаточно однородное распределение по объему структурных составляющих, является актуальной задачей.

Работа выполнена при поддержке грантом РФФИ (№ 03-03-33106), грантами по фундаментальным проблемам в области металлургии (№ 98-26-5.1-89 и 97-18-1.2-8). Цель работы

Описание микрогетерогенного строения расплавов в системах с эвтектикой (на примере систем Sn-Pb, Ag-Ge и Al-Si) с использованием модели монодисперсной эмульсии. Выявление особенностей строения каждой из равновесных фаз в расслаивающихся расплавах 1п-А1 и Ga-Pb. Научная новизна исследований Реализовано приложение модели строения микрогетерогенных бинарных эвтектических расплавов в форме монодисперсной эмульсии, которая предполагает наличие переходных оболочек (ПО) с плотнейшей упаковкой атомов обоих сортов на границе раздела двух жидких фаз, к описанию строения расплавов эвтектических систем Sn-Pb и Ag-Ge.

Показана возможность определения размерных и энергетических параметров эмульсии, отвечающих метастабильному равновесию системы.

Предложена и впервые опробована нетрадиционная методика обработки данных дифракционного эксперимента для эвтектических расплавов, результаты которой доказали наличие ПО с повышенной плотностью упаковки атомов, следовательно, и адекватность предложенной модели.

Установлено, что именно присутствие ПО на границе раздела дисперсной и сплошной фаз в модели эвтектической эмульсии расплавов бинарной металлической системы играет определяющую роль в стабилизации дисперсного состояния расплава.

Разработана оригинальная методика разделения вкладов двух жидких фаз в структурный фактор (СФ) расслаивающихся двойных металлических расплавов, позволившая выявить качественные различия в атомном строении жидкостей, не отмечавшиеся ранее.

Основные научные результаты и положения, представляемые к защите:

Результаты термодинамического анализа модели монодисперсной эмульсии на примере систем Sn-Pb и Ag-Ge.

Методика и результаты обработки данных дифракционного эксперимента для эвтектических расплавов систем Sn-Pb и Ag-Ge.

Результаты калориметрических исследований и моделирования политерм изменения энтальпии расплавов эвтектических систем Sn-Pb и Al-Si в широком температурном интервале.

Методика разделения вкладов двух жидких фаз в дифракционную картину и результаты моделирования функции радиального распределения атомов (ФРРА) расслаивающегося двойного металлического расплава.

Апробация работы:

Результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях: 5 Experimental Chaos Conference (Orlando, USA, 1999); I международной конференции "Металлургия и образование" (Екатеринбург, 2000); X Российской конференции "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов" (Екатеринбург, 2001); "Физические свойства металлов и сплавов" (Екатеринбург, 2001); XI Российской конференции "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов" (Екатеринбург - Челябинск, 2004); Abstracts of international High Temperature Materials Conference 11, HTMC 11, (Japan, Tokyo, 2003); ECOSS22, Conference Czech Republic, (Praha, 2003); Международной конференции "Эвтектика VI" (Запорожье, Украина, 2003); XI-Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005); III Российской научно-технической конференции "Физические свойства металлических сплавов" (Екатеринбург, 2005); Международной научно-практической конференции "Связь-пром 2006" (Екатеринбург, 2006); I, II, VII и IX отчетных конференциях молодых ученых УГТУ-УПИ (Екатеринбург, 2001, 2002,2004 и 2006).

Структура предлагаемого материала выглядит следующим образом

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Объем основной части работы составляет 158 страниц машинописного текста. Диссертация содержит 47 рисунков и 8 таблиц. Список литературы включает 156 наименований.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Рассчитаны размерные характеристики модельных монодисперсных эмульсий в расплавах Sn-Pb и Ag-Ge в широких концентрационных и температурных интервалах. Показано, что радиус ДЧ связан линейной зависимостью с толщиной ПО, и эти величины отвечают характерным размерам коллоидных систем. Наиболее высокая дисперсность эмульсии, а также объемная доля ПО отмечены в сплавах эвтектического состава. Радиусы частиц (Sn-Pb: 13 - 18 нм при эвтектическом составе и 13 - 25 нм при до- и заэвтектических; Ag-Ge: 1,28 - 3,35 нм при эвтектическом составе и 1,5 - 7,7 нм при до- и заэвтектических) в минимумах кривых AG(Dno) находятся в области размеров, свойственных коллоидным системам.

2. Проведен термодинамический анализ модельных эмульсий в системах Sn-Pb и Ag-Ge. Показана возможность существования минимума на зависимости изменения энергии Гиббса системы при образовании эмульсии от толщины ПО. Минимум отвечает метастабильному равновесию системы в коллоидном состоянии и появляется лишь при значениях толщины ПО, составляющих ~ 3 межатомных расстояния, т.е. поперечника координационного многогранника. Показано, что указанный минимум в данной модели расплава может быть получен только при отрицательных межфазных натяжениях на границе ДЧ-ПО. Межфазные натяжения, при которых возможно формирование минимума, составляют от нескольких л десятков до сотен мДж/м и близки к величинам в расслаивающихся системах. Установлено, что метастабильная эмульсия в сплаве эвтектического состава характеризуется повышенной дисперсностью по сравнению с эмульсиями в сплавах до- и заэвтектических составов. С повышением температуры устойчивость эмульсии снижается.

3. Предложен механизм теплового расширения модельной эмульсии, заключающийся в том, что увеличение объема расплава, находящегося в дисперсном состоянии, при нагреве происходит, главным образом, за счет разрыхления упаковки атомов в ПО. В соответствии с этим механизмом наблюдаемые на политермах свойств расплавов эвтектических систем изломы следует связывать с переходом системы из дисперсного состояния в состояние истинного раствора, а дальнейшие изменения при более высоких температурах - с изменениями в пределах ближнего порядка в направлении к статистически однородному распределению частиц по сорту. Этот переход становится возможным благодаря устранению кинетического торможения процесса растворения ДЧ, связанного с повышенным межатомным взаимодействием компонентов в ПО при низких температурах. Необратимость разрушения при повышенных температурах структурных особенностей расплава, наследуемых от твердой эвтектики, и отсутствие условий для их восстановления при последующем охлаждении гомогенизированного расплава объясняют наблюдаемый гистерезис структурно-чувствительных свойств.

4. Установлено, что именно наличие ПО на границе ДЧ-ДС играет решающую роль в стабилизации дисперсного состояния эвтектических расплавов. Обусловленная их присутствием экстремальная (с минимумом) зависимость вклада межфазной энергии в изменение энергии Гиббса при диспергировании от дисперсности определяет характер зависимости АСдисп от радиуса частиц.

5. Предложена нетрадиционная обработка экспериментальных дифракционных данных о расплавах эвтектических систем, позволяющая в предположении эмульсионного строения расплава вблизи ликвидуса рассчитывать СФ и ФРРА переходных оболочек. Для эвтектических расплавов Sn-Pb и Ag-Ge получено экспериментальное доказательство присутствия ПО вблизи ликвидуса. Выявленное в обеих системах сокращение межатомных расстояний в ПО по сравнению со значениями в растворе эвтектического состава подтвердило правомерность предположения о плотноупакованной структуре ПО на основе многогранников Франка-Каспера.

6. Рассчитаны возможные ориентационные соотношения кристаллических решеток эвтектических фаз в 40 системах с эвтектиками. Показано, что их не удается установить лишь в вырожденных (0%-ных) эвтектиках, где совместная кристаллизация фаз не наблюдается. Упорядоченное, периодическое строение межфазных границ в твердой эвтектике обусловливает строгое количественное соотношение атомов компонентов со стороны обеих фаз в плоскости контакта, что позволяет связать концентрации компонентов в пограничном слое, при плавлении формирующем ПО, с составом эвтектики.

7. По результатам проведенных калориметрических измерений определены изменения энтальпии трех сплавов (до-, эвтектического и заэвтектического составов) системы Sn-Pb и доэвтектического сплава системы Al-Si при плавлении и нагревании в области жидкого состояния. Полученные политермы в обеих системах наилучшим образом согласуются с зависимостями, рассчитанными для дисперсного состояния расплавов, и лишь в области высоких температур приближаются к расчетным кривым, отвечающим истинному раствору. Установлена возможность длительного существования неравновесного коллоидного состояния расплава в системе Al-Si, в котором ДЧ кремния сохраняют кристаллическую структуру.

8. Разработана оригинальная методика разделения вкладов двух жидких фаз в СФ расслаивающихся двойных металлических расплавов. На основании анализа и моделирования рассчитанных по ним кривых ФРРА установлено, что наряду с макроскопическим расслоением систем 1п-А1 и Ga-Pb в жидком состоянии в них проявляется и микрорасслоение фазы на основе более легкоплавкого компонента. Жидкость на основе более тугоплавкого компонента представляет собой микроскопически однородный раствор. Впервые показана качественная неравноценность равновесных жидких фаз в бинарных металлических системах.

9. Масштаб микронеоднородности в расслаивающихся системах (в жидкости на основе более легкоплавкого компонента) ограничивается областью ближнего порядка и не приводит к двухфазности жидкости, в отличие от систем эвтектического типа вблизи ликвидуса, поскольку в системах с монотектикой отсутствуют физические носители микрорасслоения - межфазные границы (ПО), подобные тем, которые сохраняются после плавления эвтектик. Микронеоднородность одной из расслаивающихся жидкостей, а также расплава выше купола несмешиваемости, может быть связана с большим различием размеров атомов компонентов и энергий межатомного взаимодействия.

10. Разработан программный продукт АРМ ФРРА, позволяющий с удовлетворительной точностью и достаточно высокой скоростью проводить расчет модельных ФРРА расслаивающихся бинарных металлических расплавов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа посвящена выявлению и сравнительному анализу особенностей микрогетерогенного строения бинарных металлических расплавов в системах с эвтектикой (на примере систем Sn-Pb, Ag-Ge и Al-Si) и в системах с макроскопическим расслоением в жидком состоянии (на примере систем 1п-А1 и Ga-Pb). Полученные автором и взятые из литературных источников экспериментальные данные обработаны с использованием модели монодисперсной эмульсии для описания микрогетерогенного (дисперсного) строения расплавов металлических систем с эвтектикой. Особенностью модели является допущение формирования ПО эвтектического состава с плотнейшей упаковкой атомов обоих сортов на границе фаз, наследуемого от твердой эвтектики.

1. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей / Я.И. Френкель JL: Наука, 1975. 592 с.

2. Стюарт Г. Структура молекул. Физические методы изучения / Г. Стюарт. М., 1937.

3. Новохатский И.А. Особенности проявления различных типов структурных превращений в металлических расплавах / И.А. Новохатский, В.З. Кисунько, В.И. Ладьянов // Изв. вузов. Черная металлургия, 1985. №9. С.1-9.

4. Баум Б.А. Жидкая сталь / Б.А. Баум, Г.А. Хасин, Г.В. Тягунов. М.: Металлургия, 1984. 208 с.

5. Баум Б.А. Металлические жидкости / Б.А. Баум. М: Наука, 1979. 120 с.

6. Харьков Е.И. Физика жидких металлов и сплавов / Е.И. Харьков, В.И. Лысов, В.Е. Федоров. М.: Металлургия, 1986. 320 с.

7. Бернал Д. Геометрический подход к структуре жидкостей / Д. Бернал // Успехи химии. 1961. Т.30. №10. С.1312-1323.

8. Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов / Э.А. Пастухов и др.. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. ISBN 5-7691-1308-1.353 с.

9. Ершов Г.С. Микронеоднородность металлов и сплавов / Г.С. Ершов, Л.А Позняк. М.: Металлургия, 1985.212 с.

10. Никитин В.И. Наследственность в литых сплавах / В.И. Никитин. Самара: СамГТУ, 1995.264 с.

11. О наследственном влиянии шихтовых материалов на механические свойства литых заготовок из алюминиевой бронзы / С.А. Соловьев и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 2002. №12. С.47-48.

12. Попель П.С. Метастабильная микрогетерогенность расплавов в системах с эвтектикой и монотектикой и её влияние на структуру сплава после затвердевания / П.С. Попель // Расплавы. 2005. С.22-48.

13. Особенности вязкого течения жидких сплавов кобальта с бором / Конашков В. В. и др. // Расплавы. 2003. №3. С.9-13.

14. Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов / И.В. Гаврилин. Владимир: Владимир, гос. ун-т, 2000.260 с.

15. Gutrie F. / Phil.Mag. 1884. v.5, №17. р.465.

16. Смит М.К. Основы физики сплавов: пер. с англ. / М.К. Смит. М., Металлургиздат, 1960.352 с.

17. Смирнов А.А. Молекулярно-кинетическая теория металлов / А.А. Смирнов. М.: Наука, 1966.177 с.

18. Бочвар А. А. Исследование механизма и кинетики кристаллизации сплавов эвтектического типа / А. А. Бочвар. JL: ОНТИ, 1935. 81 с.

19. Савченко A.M. Межфазная термодинамическая связь в гетерогенных сплавах и их влияние на свойства сплавов / A.M. Савченко, Ю.В. Коновалов, О.И. Юферов //Физика и химия обработки материалов. 2005. №3. С.5-14.

20. Захаров A.M. Диаграммы состояния двойных и тройных систем / A.M. Захаров. М.: Металлургия, 1978.296 с.

21. Таран Ю.Н. Структура эвтектических сплавов / Ю.Н. Таран, В.И. Мазур. М.: Металлургия, 1978. 312 с.

22. Савченко A.M. Особенности строения эвтектических систем / А.М. Савченко. Препринт 1-94.1994. С. 1-15.

23. Кахраманов К.Ш. Исследование природы межфазного взаимодействия в эвтектике / К.Ш. Кахраманов, В.В. Дидык // Металлофизика. 1981. Т.З. №2. С.31-39.

24. Савченко П.С. Природа эвтектики / П.С. Савченко // Журнал неорг. химии. 1959. Т.4. вып.2. С.417-423.

25. Рентгеноспектральное исследование электронного строения эвтектических сплавов системы Co-Ge / Я.И. Дутчак и др. // Неорганические материалы. 1976. Т.12, №4. С.589-591.

26. Дутчак Я.И. Ренттеноспектральное исследование электронной структуры некоторых простых эвтектических сплавов / Я.И. Дутчак, И.В. Кавич, П.И. Шевчук // Укр.физ.журнал. 1977. Т.22, №5. С.822-826.

27. Чичко А.Н. Об образовании новых электронных состояний в эвтектиках / А.Н. Чичко, Н.П. Юркевич // ФТТ. 1994. Т.36, №3. С.785-791.

28. Чичко А.Н. О природе аномального изменения свойств расплавов Al-Si /

29. A.Н. Чичко, Н.П. Юркевич, В.Ф. Соболев // ФТТ. 1995. Т.37, №6. С.1849-1853.

30. Григорович В.К. Жаропрочность и диаграммы состояния /

31. B.К. Григорович. М.: Металлургия, 1969. 324 с.

32. Залкин В.М. Жидкие эвтектики самопроизвольно образующиеся двухфазные дисперсные системы / В.М. Залкин // Коллоидный журнал. 1970. Т.32, №4. С.521 -526.

33. Davies V. de L.- J. // Inst. Metalls. 1964-1965. v.93, part 1. P.10-14.

34. Головин B.H., Курило Ю.П., Семененко B.E., Сомов А.И. //ФХОМ. 1968. №3. С. 139-144.

35. Hellawell А. // Progress in Mater. Sci. 1970. v.15, №1. P.l-78.

36. Hopkins R.H., Kraft R.W. // Trans. Met. Soc. AIME. 1968. v.242, №8. P. 1627-1633.

37. Hogan L.M., Kraft R.W., Lemkey F.D //Advances in Materials Sci. 1971. v.5, P.83-213.

38. Эллиот P. Управление эвтектическим затвердеванием / P. Элиот; пер.с англ. под ред. JI.C. Швиндлермана. М.: Металлургия, 1987. 352 с,

39. Сомов А.И. Эвтектические композиции / А.И. Сомов, М.А. Тихоновский. М.: Металлургия, 1975. 304 с.

40. Hant J.D. Binary eutectic solidification / J.D. Hant, A. Jackson // Transaction of the metallurgical Society of AIME. 1966. V.236, P.843-852.

41. Залкин В.М. Природа эвтектических сплавов и эффект контактного плавления / В.М. Залкин. М.: Металлургия, 1987. 150 с.

42. Структура межкристаллитных и межфазных границ / Косевич В.М. и др.. М.: Металлургия, 1980. 256 с.

43. Атомная структура межзеренных границ / под ред. А.Н. Орлова. М.: Металлургия, 1978. 291 с.

44. Глейтер Г. Большеугловые границы зерен / Г. Глейтер, Б. Чалмерс М.: Мир, 1975.374 с.

45. Иевлев В.М. Специальные межфазные границы в системе Ag-Cu /

46. B.М. Иевлев, Т.Л. Тураева, С.В. Бурова//ФММ. 1990. Т.8, С.192-195.

47. Hume-Rothery W. Eutectic composition and liquid immiscibility in certain binary alloys / W. Hume-Rothery, E. Anderson // Philos. Mag. 1960. P. 383-390.

48. Жукова Л.А. Наиболее вероятные составы двойных металлических эвтектик при различных соотношениях атомных радиусов / Л.А. Жукова,

49. C.И. Попель // Расплавы. 1992. №5. С.21-26.

50. Скрышевский А.Ф. Структурный анализ жидкостей /

51. A.Ф. Скрышевский. М.: Высш. шк., 1971.256 с.

52. Ватолин Н.А. Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов / Н.А. Ватолин, Э.А. Пастухов. М.: Наука, 1980.188 с.

53. Попель С.И. Атомное упорядочение в расплавленных и аморфных металлах / С.И. Попель, М.А. Спиридонов, Л.А. Жукова. Екатеринбург, 1997.384 с.

54. Глазов В.М. Особенности строения жидких эвтектик и характер диаграмм вязкость состав в системах эвтектического типа /

55. B.М. Глазов, А.А. Вертман / Строение и свойства жидких металлов. М.: Изд-во Института металлургии им. А.А.Байкова, 1960. С. 124-137.

56. Кононенко В.И. Строение и свойства жидких сплавов Ga-Al / В.И. Кононенко, С.П. Яценко, Г.М. Рубинштейн // Изв.АНСССР, Металлы. 1969. №5. С.211-214.

57. Вилсон Д.Р. Структура жидких металлов / Д.Р. Вилсон. М.: Металлургия, 1972.247 с.

58. О зависимости теплоты образования жидких металлических сплавов эвтектических систем от температуры / В.М. Залкин и др. //ЖФХ. 1972. Т.46, №9. С.2222-2224.

59. Нальгиев А.Г. Исследование поверхностного натяжения и плотности системы олово-галлий / А.Г. Нальгиев, Х.И. Ибрагимов // ЖФХ. 1974. Т.48, №5. С.1289-1291.

60. Корчагин А.И. Смешиваемость насыщенных жидкометаллических растворов / А.И. Корчагин, К.С. Александров, препринт №213Ф, Красноярск, 1982. С.3-4.

61. Область существования метастабильной квазиэвтектической структуры в системе Sn-Pb / П.С. Попель и др. // Изв.АН СССР. Металлы. 1985. №4. С. 198-201.

62. Гаврилин И.В. Седиментационный эксперимент при изучении жидких сплавов / И.В. Гаврилин // Изв.АН СССР. Металлы. 1985. №2. С.66-73.

63. Глазов В.М., Вертман А.А., Швыдковский Е.Г. // Изв.АН СССР. Металлургия и топливо. 1961. №3. С.104-115.

64. Залкин В.М. О равновесности коллоидного строения расплава в эвтектических системах / В.М. Залкин // ЖФХ. 1991. Т.65, №8. С.2295-2298.

65. Попель П.С. По поводу статьи В.М.Залкина и о равновесии коллоидного строения расплавов в эвтектических системах / П.С. Попель // ЖФХ. 1992. Т.66, №5. С.1990-1993.

66. О происхождении микрорасслоения эвтектических сплавов Sn-Pb в жидком состоянии / П.С. Попель и др. // Изв. АН СССР. Металлы. 1985. № 2. С.53-56.

67. Коржавина О.А. Область существования метастабильной микрогетерогенности в расплавах А1 Sn / О.А. Коржавина, П.С. Попель // Журн. физ. химии. 1989. Т.63, № 1. С. 838-841.

68. Бартенев Г.М. Теплоемкость легкоплавких металлов в твердом и жидком состояниях / Г.М. Бартенев // ЖТФ. 1947. Т.7, вып.11. С.1325.

69. Бартенев Г.М. Теплоты плавления олова, свинца и эвтектики / Г.М. Бартенев // ЖТФ. 1947. Т.7, вып.11. С. 1329.

70. Данилов В.И. Строение и кристаллизация жидкостей / В.И. Данилов // Киев: Изд-во АН УССР. 1956. №7. С. 158.

71. Hautrins D.T. Vapor pressure of lead and activity measurements on liquid lead-tin alloys by the torsion effusion method / D.T. Hautrins, R. Hulturen // Trans. Metallurg. Soc. AIME. 1967. №7. P. 1046-1049.

72. Бунин К.П. К вопросу о строении металлических эвтектических расплавов / К.П. Бунин // Известия АН СССР, ОТН. 1946. №2. С.305.

73. Вертман А.А. Свойства расплавов железа / А.А. Вертман, A.M. Самарин. М.: Наука, 1969. 280 с.

74. Adachi A., Ogino Y., Shiraishi М. // Inst.Metalls. 1972. №9. Р.927-933.

75. Объемные характеристики расплавов систем алюминий-кремний / Н.М. Кочегура и др. // Расплавы. 1987. Т.1, №2. С.51-55.

76. Демина Е.JI. Закономерности микрорасслоения эвтектических расплавов Sn-Pb и Al-Si: дис. на соиск. учен. ст. канд. физ.-мат. наук. / E.JI. Демина Свердловск: УПИ, 1987. 180 с.

77. Третьякова Е.Е. Поверхностное натяжение микронеоднородных расплавов/ Е.Е. Третьякова // Физические свойства металлов и сплавов. Свердловск: УПИ, 1991. С.99-107.

78. Бартенев Г.М. О строении и механизме кристаллизации жидкой эвтектики / Г.М. Бартенев // Металлы. 1959. №1. С.228-232.

79. Филоненко В.А. О строении двойных эвтектик в жидком состоянии /

80. B.А. Филоненко //Металлы. 1974. №1. С.182-188.

81. Попель П.С. Тепловые эффекты микрорасслоения при образовании расплавов Sn-Pb и Al-Si / П.С. Попель, E.JI. Демина, С.Е. Демин // Теплофизика высоких температур. 1987. Т.25, №4. С.671-676.

82. Морита Д. Проблемы изучения физических свойств жидких эвтектических сплавов / Д. Морита, А. Адати // Буссэй кенкю. 1970. №2.1. C.55-63.

83. Сальдау П.Я. Метод электропроводности при высоких температурах / П.Я. Сальдау // Изд.АН СССР. 1952.

84. Плотность и удельное электросопротивление расплавов Sn-Pb в гомогенном и микрорасслоенном состояниях / П.С. Попель и др. //Изв. АН СССР. Металлы. 1987. №3. С.52.

85. Ладьянов В.И. Вязкость бинарных расплавов эвтектической системы никель-бор / В.И. Ладьянов, С.В. Логунов, А.Л. Бельтюков // Расплавы. 2003. №2. С.90-96.

86. Popel P.S. Metastable colloidal states of liquid metallic solutions / P.S. Popel, O.A. Chikova, V.M. Matveev // High temperature and processes. 1995. v.14, №4. P.219-233.

87. Залкин В.М. // Журн. физ. химии. 2006. Т.79, № 4. С.763-765.

88. Попель П.С. Влияние состояния расплавов на строение пленок Sn-Pb / П.С. Попель, В.П. Манов, А.Б. Манухин // ДАН СССР. 1985. Т.281, №1. С. 107-109.

89. Structure and Properties of some glass-forming liquid alloys / U. Dalhborg. and oth. // European Physical Journal. 2000. v. 14. P.639-648.

90. Попель С.И. Атомные радиусы и смешиваемость жидких металлов / С.И. Попель, Л.А. Жукова // ЖФХ. 1982. Т.56, №9. С.2327-2328.

91. Ребиндер П. А. Современные проблемы коллоидной химии / П.А. Ребиндер // Коллоидный журнал. 1958. Т.20, С.527-538.

92. Щукин Е.Д. Образование новых поверхностей при деформировании и разрушении твердого тела в поверхностно-активной среде / Е.Д. Щукин, П. А. Ребиндер // Коллоид.журнал. 1958. Т.20, С.645-654.

93. Глазман Ю.М. О термодинамически равновесных двухфазных дисперсных системах / Ю.М. Глазман // Коллоид.журнал. 1967. Т.29, с.478-480.

94. Барбой В.М. О природе агрегативной устойчивости коллоидных растворов. Современное состояние проблемы и некоторые пути её дальнейшего развития / В.М. Барбой, Ю.М. Глазман, Г.И. Фукс // Коллоид.журнал. 1968. Т.ЗО, С.804-810.

95. Барбой В.М. О природе агрегативной устойчивости коллоидных растворов. Условия существования термодинамически равновесных двухфазных дисперсных систем / В.М. Барбой, Ю.М. Глазман, Г.И. Фукс //Коллоид.журнал. 1970. Т.32, С.321-326.

96. Бибик Е.Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик, JL: ЛГУ, 1981. 172с.

97. Попель С.И. Физикохимия дисперсных частиц в металлургии / С.И. Попель. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. 51 с.

98. Райченко А.И. Математическая теория диффузии в приложениях / А.И. Райченко. Киев.: Наукова думка, 1981.398 с.

99. Любов Б.Я. Диффузионные изменения дефектной структуры твердых тел / Б.Я. Любов. М.: Металлургия,1985.207 с.

100. Любов Б.Я. Кинетическая теория фазовых превращений / Б.Я. Любов. М.: Металлургия, 1969.264 с.

101. Гуров К.П. Взаимная диффузия в многофазных металлических системах / К.П. Гуров, Б.А. Карташкин, Ю.Э. Угасте. М.: Наука, 1981. 360 с.

102. Попель П.С. Коллоидная и примесная микронеоднородность жидких металлических растворов: дис. на соиск. учен. степ, д-ра физ.-мат. наук / П.С. Попель. Свердловск: УПИ, 1988.409 с.

103. Чикова О.А. Микрорасслоение расплавов на основе А1 и его влияние на структуру литого металла: дис. на соиск. учен. степ. канд. физ.-мат. наук. / О.А. Чикова. Свердловск, УПИ им. С.М.Кирова, 1990.

104. Перцов А.В. Квазисамопроизвольное диспергирование твердых тел / А.В. Перцов // Коллоидный журнал. 2005. Т.67, №4. С.508-517.

105. Особенности структурообразования при кристаллизации сплавов Al-In / П.С. Попель и др. // Физика металлов и металловедение. 1992. №9 С. 111-115.

106. Исследование флюктуаций в растворах методом светорассеяния / Г.М. Рощина // Критические явления и флюктуации в растворах: труды совещания. М., 1960. С. 109-116.

107. Семенченко В.К. Вязкость двойных жидких систем в критической области / В.К. Семенченко, Е.Л. Зорина // Журнал физической химии 1952. Т.26, №4. С.520-529.

108. Жукова Л.А. Электронографическое исследование строения расслаивающихся двойных металлических расплавов: дисс. на соискание уч. ст. канд. хим.наук. / Л.А. Жукова. Свердловск: УПИ, 1981.202 с.

109. Яценко С.П. Исследование ограниченной растворимости в жидком состоянии в бинарных системах галлия с таллием, свинцом, висмутом и теллуром / С.П. Яценко, В.И. Кононенко // Изв. АН СССР. Неорг. материалы. 1967.Т.З, №9. С. 1569-1576.

110. Кононенко В.И. Некоторые физические свойства металлических расслаивающихся расплавов / В.И. Кононенко, С.П. Яценко // Изв. АН СССР, Металлы. 1970. №3. С.205-208.

111. Поверхностное натяжение и плотность расслаивающихся бинарных систем галлий-таллий и галлий-свинец / М.Б. Коков и др. // Физика поверхностных явлений в расплавах: сб. научных трудов. Грозный, 1977. С.135-142.

112. Применение метода кластерных компонентов для исследования зависимости состав-свойство бинарных расплавов / А.Н. Мень и др. // Журн.физ.химии. 1973. Т.47, №10. С.2508-2511.

113. Ю7.Хоконов Х.Б. Влияние ближней упорядоченности на поверхностное натяжение бинарных металлических растворов / Х.Б. Хоконов, С.Н. Задумкин, Б.С. Карамурзов // Физическая химия поверхностных расплавов. Тбилиси: Мецниереба, 1977. С.38-44.

114. Влияние расслоения на термодинамические и кинетические свойства сплавов / В.И. Кононенко и др. // Журн.физ.химии. 1975. Т.49, №10. С.2570-2574.

115. Изучение термодинамических свойств сплавов монотектической системы Ga-Pb / В.И. Кононенко, В.Г. Шевченко, А.Н. Кузнецов // Физико-химические исследования металлов и сплавов. Свердловск, 1974. С.87-92.

116. Tsuchiya Y. Neutron diffraction of liquid binary alloys with miscibility gaps / Y. Tsuchiya, S. Tamaki, F. Tachubana // IAERI. 1978. № 8009. P. 98-99.

117. Мудрый С.И. Микронеоднородное строение расслаивающихся расплавов Ga-Tl / С.И. Мудрый // Журнал физической химии. 1970. Т. 53, № 5. С. 1306-1307.

118. Neutron diffraction on liquid binary alloys with miscibility gaps / K. Honma and oth. / Phys.letters. 1976. V.58A, №1. P.29-30.

119. Попова JI. А. Электронографическое исследование строения расслаивающихся металлических расплавов системы Ga-Pb / Л.А. Попова, С.И. Попель, Ю.И. Масленников // Физ-хим. исследования металлургических процессов. 1980. № 8. С.20-31.

120. Попова JI.А. Электронографическое исследование строения расплавов Ga-Bi / Л.А. Попова, С.И. Попель, Ю.И. Масленников // Журнал физической химии. 1981. Т. 55, №7. С. 1754-1759.

121. Жукова Л.А. Электронографическое исследование строения расплавов системы Al-In / Л.А. Жукова, С.И. Попель // Журнал физической химии. 1982. Т.56, №11. С.2702-2706.

122. Waseda Y. The structure of non-crystalline materials. Liquid and amorphous solids / Y. Waseda. N-Y., McGraw-Hill Intern. Book со., 1980. 315 p.

123. Андреев А.П. Плотность расплавов серебра с германием / А.П. Андреев, И.С. Ивахненко, В.И. Кашин // Изв. АН СССР. Металлы. 1974. №2. С.69-71.

124. Анализ термодинамической устойчивости дисперсного состояния жидкой эвтектики / Л.А. Жукова, А.А. Жуков, Л.П. Головушкина, О.П. Солнцева (О.П. Аксёнова) // Металлы. №3.2001. С. 14-19.

125. Жукова Л.А. Описание микронеоднородного строения расплавов простых металлических эвтектик с использованием модели монодисперсной эмульсии / Л.А. Жукова, А.А. Жуков // Металлы. 1999. №3. С.38-42.

126. Жукова Л.А. Состав и атомное упорядочение межфазных границ в жидких эвтектиках / Л.А. Жукова, С.И. Попель // Высокотемпературные расплавы. 1995. №1. Спец.вып. С.74-75.

127. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии: учебник для вузов / Д.А. Фридрихсберг. Л.: Химия. 1984. 368 с.

128. Роль межфазной поверхности в формировании структуры расплавов металлических эвтектик / Л.А. Жукова, А.А. Жуков, О.П. Солнцева (О.П. Аксёнова), Л.П. Головушкина // Адгезия расплавов и пайка материалов. Киев, 2001. Вып. 35. С.85-91.

129. Ruckenstein В.Е. Stability of microemulsions / В.Е. Ruckenstein, J.C. Chi // Journal of The Chemical Society Faraday Transactions. 1975. №10. P.l 690-1707.

130. Hawkins D.T. Vapor pressure of lead and activity measurements on liquid lead-tin alloys by the torsion effusion method / D.T. Hawkins, R. Hultgren // Trans. Metallurg. Soc. AIME. 1967. №7, P. 1046-1049.

131. Еременко B.H. Термодинамические свойства жидких растворов системы Ag-Ge / B.H. Еременко, Г.М. Лукашенко, В.Л. Притула // Изв. АН СССР. Неорган, материалы. 1967. Т.З, №9. С.1584- 1590.

132. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления /

133. A.И. Русанов. М.: Химия, 1967. С.388.

134. Русанов А.И. Термодинамика поверхностных явлений / А.И. Русанов. Л.: Изд.-во Ленинградского университета, 1960.180 с.

135. Данилов В.А. Рассеяние рентгеновских лучей в жидких эвтектиках /

136. B.А. Данилов, И.В. Радченко // ЖЭТФ. 1937. Т.7, №9. С. 1158-1160.

137. Лашко А.С. О рентгеновском исследовании структуры жидких металлических сплавов систем с эвтектикой / А.С. Лашко, А.В. Романова // Изв. АН СССР. Металлургия и топливо. 1961. №3. С.135-138.

138. Дутчак Я.И. Атомное строение расплавов сложных систем с эвтектическими превращениями / Я.И. Дутчак, П.И. Клым, И.Я. Френчко // Изв.вузов. Физика. 1976. №7. С.88-92.

139. Масленников Ю.И. Изменение в строении расплава Ga-Sn (50aT.%Sn) при перегреве от 50 до 500°С, выявляемые методом электронографии / Ю.И. Масленников, С.И. Попель, Л.А. Попова // Журн.физ.химии. 1977. Т.51, №5. С.1125-1129.

140. Waseda Y. Partial structure factors in liquid Na-K and Al-Mg alloys / Y. Waseda, M. Ohtani, K. Suzuki // Z.Naturforsching A. 1973. V.28a. P. 1002-1008.

141. Жукова Л.А. Особенности строения первой координационной сферы жидких металлов с плотной структурой предплавления / Л.А. Жукова Физико-химич. исслед. металлургии, процессов. Екатеринбург: УПИ, 1987. №15. С. 12-21.

142. Жукова Л.А. Строение переходных слоев на границе раздела фаз эвтектической эмульсии в бинарных металлических системах / Л.А. Жукова, О.П. Солнцева (О.П. Аксёнова) // Расплавы. №2. 2001. С.8-14.

143. Жукова Л.А. Атомное строение границы раздела фаз в эвтектических эмульсиях / Л.А. Жукова, О.П. Солнцева (О.П. Аксёнова) // X Российская конференция: Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. С. 153-156.

144. Жукова Л.А. Ориентационные соотношения фаз в металлических эвтектиках / Л.А. Жукова, О.П. Солнцева (О.П. Аксёнова) // X Российская конференция: Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов. Екатеринбург: УрО РАН., 2001. С. 150-152.

145. Серебренников Н.Н. Теплосодержание и теплоемкости сплавов железа с кремнием: дис.канд. техн. наук. / Серебренников Н.Н. Свердловск: УПИ, 1954.130 с.

146. Бодряков В.Ю. О механизме плавления поликомпонентных алюминиевых сплавов / В.Ю. Бодряков, В.М. Замятин, О.П. Московских // Теплофизика высоких температур. 1999. Т.37, №5. С.720-724.

147. Особенности термодинамических свойств многокомпонентного алюминиевого сплава 2011 в интервале температур 370-1200К // В.Ю Бодряков и др. // Расплавы. 1998. №3. С.26-30.

148. Термодинамические свойства неорганических веществ: Справочник / У .Д. Верятин и др. / М.:1965.

149. Kurlat D.N. Self-diffusion of tin in a liquid tin-lead alloy at the eutectic composition / D.N. Kurlat, M. Rosen, G. Quintana // Phys. and Chem. liquids. 1977. V6, №2. P.123-136.

150. Брекоткина Е.В. Особенности температурных и концентрационных зависимостей изменения энтальпии и теплоемкости сплавов системы Al-Si в двухфазном и жидком состояниях / Е.В. Брекоткина, В.Ю. Бодряков, В.М. Замятин // Расплавы. 2001. №2. С.51-55.

151. Аксенова О.П. Изменение энтальпии доэвтектического сплава Al-Si при нагревании в твердом и жидком состоянии / О.П. Аксенова, Л.А. Жукова, В.М. Замятин // Расплавы. №2. 2004. С.39-44.

152. Аксёнова О.П. Изменение энтальпии сплавов Sn-Pb при плавлении и нагревании в области жидкого состояния / О.П. Аксенова, Л.А. Жукова, В.М. Замятин //Расплавы. 2002. №5. С.28-35.

153. Энтальпия образования жидких сплавов алюминия с кремнием / Н.В. Гизенко и др. // Изв. АН СССР. Металлы. 1983. №1. С.33-35.

154. Волков Ю.П. Формирование кремниевых сферических наночастиц в расплавленном алюминии / Ю.П. Волков, В.Б. Байбурин, И.П. Конов // Журнал тех. физики. 2004. Т.74, №3. С.78-80.

155. Влияние структурного состояния расплава на кристаллизацию силуминов / П.С. Попель и др. // Расплавы. 1987. №3. С.31-35.

156. Аксенова О.П. Атомное строение расслаивающихся расплавов 1п-А1 / О.П. Аксенова, Л.А. Жукова // Расплавы. 2005. №1. С.70-75.

157. Grugel R.N. Alloy solidification in systems containing a liquid miscibility gap / R.N. Grugel, A.Hallawel. // Metallurgical Transaction. 1981. v. 12A. P.669-681.

158. Вагнер К.Н.Дж. Экспериментальное определение атомной структуры аморфных сплавов с помощью методов рассеяния / К.Н.Дж. Вагнер // Аморфные металлические сплавы. М.: Металлургия, 1987. С.74-79.

159. Особенности строения фаз в двойных расслаивающихся металлических расплавах / Л.А. Жукова, О.П. Аксёнова, А.А. Жуков, Л.С. Афанасьева // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. 2005. С.95-97.

160. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики: Учебное пособие для вузов / Ю.М. Коршунов. М.: Энергия, 1980.424 с.

161. Автоматизированный расчет модельной функции радиального распределения атомов бинарных расслаивающихся расплавов / Аксенова О.П. и др.: Междунар. НПК "Связь-пром 2006" сб. науч. тр. / Екатеринбург: 2006, С. 191-193.