Микрогетерогенность и особенности кристаллизации расплавов на основе алюминия

Чикова, Ольга Анатольевна

Микрогетерогенность и особенности кристаллизации расплавов на основе алюминия тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Чикова, Ольга Анатольевна АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Екатеринбург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Микрогетерогенность и особенности кристаллизации расплавов на основе алюминия»

Автореферат диссертации на тему "Микрогетерогенность и особенности кристаллизации расплавов на основе алюминия"

На правах рукописи

ЧИКОВА Ольга Анатольевна

МИКРОГЕТЕРОГЕННОСТЬ И ОСОБЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

02.00.04 - Физическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Екатеринбург - 2009

003489470

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет» и ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого президента России Б.Н.Ельцина", г. Екатеринбург.

Научный консультант: доктор физико-математических наук

Попель Петр Станиславович Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

Ладьянов Владимир Иванович доктор физико-математических наук Малкин Александр Игоревич доктор физико-математических наук Ермаков Герман Викторович Ведущая организация: ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет», г. Челябинск

Защита состоится " 29 "декабря 2009 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.285.13 при ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет - УПИ имени первого президента России Б.Н.Ельцина " в аудитории I главного учебного корпуса по адресу: г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ".

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенный гербовой печатью, просим направить по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО "УГ-ТУ-УПИ имени первого президента России Б.Н.Ельцина", ученому секретарю университета.

Автореферат разослан "А? ноября 2009 года

Ученый секретарь

диссертационного совета, профессор, к.ф.-м.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изучение связей между химическим составом, структурой металлических расплавов и их свойствами является одной из актуальных задач физической химии. Методами рентгеноструктурного анализа, электронографии и нейтронографии, а также путем анализа экспериментальных зависимостей «состав-свойство» был сделан вывод о том, что металлические расплавы в широкой температурно-концентрационной области являются химически неоднородными системами. Разрушение микронеод-нородностей происходит в условиях высоких температур или при длительных изотермических выдержках. Перевод металлического расплава в состояние однородного на атомном уровне раствора при последующем охлаждении и кристаллизации приводит к изменениям структуры и свойств твердого металла.

Представления о наличии необратимых изменений структурного состояния металлических расплавов при изменении температуры или при изотермических выдержках систематизированы и обобщены Б.А. Баумом с сотрудниками. Температуры, отвечающие необратимому изменению строения расплава, были названы температурами гомогенизации расплава Тгом и, как правило, определялись по началу высокотемпературного совпадающего участка политерм какого-либо структурно чувствительного свойства металлической жидкости, полученных при нагреве и последующем охлаждении. Нагрев расплава выше Тгом при последующем охлаждении и кристаллизации, приводил к существенным изменениям структуры и свойств твердого металла. В результате работ Б.А. Баума появился эффективный метод управления структурным состоянием жидкого металла и формирующегося из него слитка путем оптимизации температурно-временного режима ведения плавки. Однако для разработки физико-химических основ технологии получения металлических сплавов требовались ясные представления о природе химической микронеоднородности, причинах ее длительного существования при температурах, близких к ликвидусу, и закономерностях разрушения при нагреве до определенных температур.

температурах существования эвтектического расплава. Микронеоднородность, наблюдаемая после плавления эвтектического образца, согласно его представлениям, обусловлена длительным существованием в расплаве микрообластей, унаследованных от химически неоднородного исходного слитка и обогащенных различными компонентами. Эти области рассматривались автором как дисперсные частицы, а сам расплав - как микрогетерогенная система, состоящая из дисперсной и дисперсионной фаз. После плавления эвтектического образца система релаксировала к термодинамически устойчивому состоянию однородного раствора, однако, во-первых, этот процесс мог протекать в очень медленном кинетическом режиме, а во-вторых, он мог завершиться установлением метастабильного равновесия между дисперсными частицами и окружающим расплавом. Микрогетерогенным состоянием расплава было названо такое состояние, для которого характерно наличие межфазной поверхности, отделяющей включения от остального расплава. Прямые доказательства существования в эвтектических расплавах дисперсных частиц, обогащенных одним из компонентов, и необратимых изменений структурного состояния расплава при нагреве были получены уже в 1990-х годах У. и М. Дальборгами при изучении малоуглового рассеяния нейтронов в расплавах простых эвтектик Sn-Pb и Al-Si. В работах Попеля П.С. отмечалась и возможность существования подобных эффектов в системах с куполом макроскопического расслоения расплавов в надликвидусной части диаграммы состояния.

Указанные представления о физической природе микронеоднородно-стей были основаны на результатах немногочисленных денситометрических и калориметрических опытов, а также анализе термодинамических предпосылок существования метастабильных коллоидных состояний в расплавах с неограниченной смешиваемостью компонентов. Лишь для отдельных сплавов системы Al-Si было прослежено влияние гомогенизации расплава на структуру литого металла. К моменту начала данной работы (1987 год) существовала настоятельная необходимость проведения дополнительных исследований в следующих направлениях:

- накопление информации и систематизация данных о закономерностях возникновения и разрушения микрогетерогенных состояний в системах с различными типами фазовых диаграмм;

- систематическое изучение влияния гомогенизирующей термообработки расплава на структуру литого металла при низких скоростях охлаждения;

- теоретическое обоснование возможности длительного существования в расплавах неравновесных и метастабильных микрогетерогенных состояний;

Эта ситуация и определила цель работы: экспериментальное и теоретическое изучение физической природы микрогетерогенности расплавов

эвтектических систем и систем с областью несмешиваемости в жидком состоянии и влияния ее необратимого разрушения на микроструктуру металла после кристаллизации. В качестве объекта исследования были выбраны сплавы на основе простого металла - алюминия - с различными типами диаграмм состояния.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

1. Обоснованно выбрать методы и разработать методики экспериментального исследования микрогетерогенности металлических расплавов.

2. Исследовать условия возникновения и разрушения микрогетерогенных состояний в жидких металлических растворах с различными типами диаграмм состояния.

3. Построить температурно-концентрационные границы областей микрогетерогенности на диаграммах состояния изученных систем.

4. Исследовать влияние разрушения микрогетерогенности расплава на морфологические особенности структуры слитков, полученных при низких скоростях охлаждения (~1-10°С/с), которые характерны для большинства литейных процессов.

5. Изучить возможность регулирования температур гомогенизации микрогетерогенных расплавов путем введения присадок, снижающих межфазное натяжение на границах дисперсных частиц.

6. Провести термодинамический анализ условий спонтанного диспергирования растворяющихся частиц в микрогетерогенном расплаве и возможности их равновесия с окружающей средой.

7. Рассчитать характерные времена расплавления и растворения твердых металлов и унаследованных от них дисперсных частиц в металлических расплавах.

Научная новизна

В работе впервые

1. В режиме нагрева и последующего охлаждения образца исследованы температурные зависимости вязкости расплавов Al-Si, Al-Ge, Al-Sn, Al-Fe, Al-Ni, Al-Co, Al-Cr, Al-Sc, Al-Mn, Al-Pb, Al-In, Ga-Pb и удельного электросопротивления расплавов Al-Si, Al-Sn, Al-Sc в интервале температур от точки ликвидус до 1100-1350°С.

2. Выявлены и систематизированы особенности температурных зависимостей кинематической вязкости и удельного электросопротивления, отвечающие необратимой гомогенизации расплавов.

3. По полученным результатам построены границы температурно-концентрационных областей существования микрогетерогенного состояния расплавов Al-Si, Al-Ge, Al-Sn, Al-Sc, Al-Mn, Al-In, Ga-Pb на диаграммах состояния соответствующих систем.

4. Обнаружена корреляция температуры, отвечающей необратимому изменению структурного состояния расплава, с фазовым составом исходного слитка.

5. Показано, что введение определенных количеств микродобавок поверхностно-активных веществ в микрогетерогенный расплав позволяет существенно снизить температуру гомогенизации.

6. Установлено, что гомогенизация металлической жидкости способствует существенному замедлению процесса макрорасслоения монотектиче-ских расплавов систем А1-РЬ и А1-1п при понижении температуры и формированию после кристаллизации структуры типа «замороженной эмульсии».

7. Исследовано влияние перегрева жидких сплавов с эвтектическим типом фазовых диаграмм Al-Si, Al-Ge, Al-Sn, Al-Fe, Al-Co, Al-Sc, Al-Zr, Al-Mn выше температуры перехода в гомогенное состояние на структуру твердого металла.

8. Впервые термодинамически строго обоснована возможность микрогетерогенного состояния в расплавах Al-Sn с неограниченной смешиваемостью компонентов. На поверхности свободной энергии ограниченной системы найден локальный минимум, соответствующий равновесию дисперсной частицы с дисперсионной средой. При нагревании расплава до температуры, близкой к точке ветвления температурных зависимостей вязкости, этот минимум исчезает, и гетерогенное равновесие становится невозможным.

9. На основе представлений теории Френкеля-Эйринга проведен анализ результатов вискозиметрического исследования расплавов простых эв-тектик, представленных в экспериментальной части работы. Показано, что гомогенизация металлической жидкости приводит к уменьшению характерного размера дисперсных частиц от величин -1-7 нм на порядок, что отвечает образованию однородного на атомном уровне раствора.

10. Оценены характерные времена расплавления и последующего растворения частиц различных металлов в расплаве алюминия. Аналитическое решение уравнения диффузии показало, что одной из причин длительного существования неравновесных микрогетерогенных состояний в жидких алюминиевых сплавах может быть аномально медленное растворение фрагментов тугоплавких металлов и их соединений. Численное решение этого же уравнения методом конечных элементов, с одной стороны, подтвердило правильность аналитического решения, а с другой,- показало возможность длительных релаксационных процессов и для легкоплавких металлов и полуметаллов.

Практическая ценность работы

1. Полученные экспериментальные данные о вязкости и электросопротивлении расплавов на основе алюминия могут быть использованы в качестве справочных данных.

2. Экспериментально определенные температурно-концентрационные границы областей существования микрогетерогенного состояния в изученных расплавах в совокупности с данными о влиянии гомогенизирующей обработки расплавов на структуру литого металла могут служить основой для разработки оптимальных технологических режимов выплавки алюминиевых сплавов.

3. На основании проведенных экспериментов разработан способ получения массивных образцов псевдосплавов на основе алюминия со структурой типа «замороженной эмульсии». Оригинальность способа защищена авторским свидетельством на изобретение.

4. Обнаруженное в работе влияние примесей поверхностно-активных металлов на температуру необратимого изменения структуры металлической жидкости позволяет во многих случаях заменить перегрев расплава более экономичным микролегированием.

6. Определенные в работе температуры структурной перестройки промышленных расплавов на основе алюминия использованы в практике производства для:

- повышения пластичности при одновременном росте прочности сплавов системы Al-Si на ПО «Уральский турбомоторный завод»;

- оптимизации режима выплавки промышленно-значимых композиций систем Al-Fe, Al-Cr, Al-Zr, Al-Sc и сплавов Al-Cu-Mg, Al-Mg с добавками Mn, Se, Zr на ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод»;

- повышения жидкотекучести вторичного заэвтектического силумина до уровня первичных сплавов;

- уменьшения склонности лигатуры Al-Sn к расслоению при прокатке с водяным охлаждением на Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении.

7. Разработанные методы теоретического определения температур гомогенизации металлической жидкости дают возможность априорной оценки оптимальной температуры выплавки сплавов, для которых отсутствуют экспериментальные данные.

Автор защищает

1. Результаты исследования вязкости расплавов Al-Si, Al-Ge, Al-Sn, Al-Fe, Al-Ní, Al-Co, Al-Cr, Al-Sc, Al-Zr, Al-Mg, Al-Mn, Al-Pb, Al-In, Ga-Pb и удельного электросопротивления расплавов Al-Si, Al-Sn, Al-Sc, полученные в режимах нагрева и последующего охлаждения образцов.

2. Температурно-концентрационные границы областей существования микрогетерогенного состояния в системах Al-Si, AI-Ge, Al-Sn, Al-Sc, Al-Mn, Al-In, Ga-Pb и ряде промышленных композиций.

3. Опытные данные о влиянии перегрева расплавов с различными типами диаграмм состояния выше температуры гомогенизации на структуру слитка, формирующегося при охлаждении с умеренными (~1-100°С/с) скоростями.

4. Результаты изучения влияния различных факторов (микродобавки, температура и форма введения компонента в расплав, фазовый состав исходного слитка, микроструктура и фазовый состав лигатуры и т.п.) на температуру гомогенизации сплава в жидком состоянии и на его структуру и механические свойства после кристаллизации.

5. Термодинамическое обоснование возможности микрогетерогенного состояния бинарных металлических расплавов с неограниченной смешиваемостью компонентов в надликвидусной части диаграммы состояния.

6. Метод и результаты анализа результатов вискозиметрического исследования микрогетерогенных расплавов на основе представлений теории Френкеля-Эйринга, позволяющий оценить размеры дисперсных частиц и величину межфазного натяжения на их границах.

7. Метод и результаты оценки времени растворения шихтовых материалов в расплаве алюминия с учетом процессов на межфазной границе.

Выполнение работы

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на VI Всесоюзной конференции «Термодинамика и материаловедение полупроводников» (Москва, 1989г.); 5-м Всесоюзном совещании «Диаграммы состояния металлических систем» (Звенигород, 1989г.); научно-техническом семинаре «Ближний порядок в металлических расплавах и структурно-чувствительные свойства вблизи границ устойчивости фаз (Львов, 1988г.); 4-ом Межотраслевом научно-техническом семинаре «Наследственность в литых сплавах» (Куйбышев, 1990г.); 8th and 13th International Conferences on Liquid and Amorphous Metals (Austria, Wien, 1992, Ekaterinburg, 2007); V научно-технической конференции «Наследственность в литых сплавах» (Самара, 1993 г.); Eighth International Conference on Rapidly Quenched and Metastable Materials (Japan, Sendai. 1993); VIII International

Conference on High Temperature Materials Chemistry (Austria, Wien, 1994); International Conference «High Temperature Capillarity» (Slovakia, Bratislava, 1994); VIII, IX, X, XI и XII Всероссийских конференциях «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов» (Екатеринбург, 1994г., 1998г., 2001г., 2004г., 2008г.); Fifth International Conference on quasicrystals (France, Avignon, 1995); Ninth International Conference on Liquid and Amorphous Metals (USA, Chicago, 1995); Российском семинаре «Структурная наследственность в процессах сверхбыстрой закалки расплавов» (Ижевск, 1995 г.); Ninth International Conference on Rapidly Quenched and Metastable Materials (Slovakia, Bratislava, 1996); 4-й и 5-й Международных конференциях по закономерностям формирования структуры сплавов эвтектического типа (Украина, Днепропетровск, 1997,2000); 3 Межвузовской Научно-техническая конференции «Фундаментальные проблемы металлургии» (Екатеринбург, 2003г.); И, III и IV Всероссийских научно-технических конференциях «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2003г., 2005г., 2007г.); Международной научно-техническая конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Тольятти, 2003г.); Международной научно-техническая конференции «Эвтектика VI» (Украина, Днепропетровск, 2003); Юбилейной Всероссийской научной конференции «Герасимовские чтения» (Москва, 2003); VII, VIII и IX Российских семинарах «Компьютерное моделирование физико-химических свойств стекол и расплавов» (Курган, 2004 г., 2006г., 2008г.); 3 Российском совещании «Метастабильные состояния и флуктационные явления» (Екатеринбург, 2005г.); XV и XVI Международных конференциях по химической термодинамике (Москва, 2005г., Суздаль, 2007г.); XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005); V семинаре СО РАН-УрО РАН «Термодинамика и материаловедение» (Новосибирск, 2005г.); XVII Петербургских чтениях по проблемам прочности (Санкт-Петербург, 2007г.); VII Международном научно-техническом симпозиуме «Наследственность в литейных процессах» (Самара, 2008г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, заключения, и списка используемой литературы. Объем работы 327 е., из них основной текст - 294 е., рисунков - 110, таблиц - 20, список литературы содержит 339 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ экспериментальных свидетельств микрогетерогенности металлических расплавов. Рассмотрены теоретические подходы (кинетический и термодинамический) к обоснованию возможности существования микрогетерогенности расплавов с эвтектическим и монотектическим типами диаграмм состояния. На основе представлений о необратимом характере разрушения микрогетерогенности металлической жидкости обсуждается механизм влияния их темпера-

турно-временной обработки (ТВО) на микроструктуру слитков, формирующуюся после кристаллизации. На основании проведенного анализа сформулированы задачи и выбраны объекты исследования.

Во второй главе обоснован выбор вискозиметрии и кондуктометрии как основных методов исследования микрогетерогенности металлических расплавов, приведена их общая характеристика и оценена погрешность измерений.

На основе анализа литературных источников показано, что метод элементарной ячейки теории явлений переноса в неоднородной среде может быть использован для расчета объемной доли дисперсной фазы ф в микрогетерогенном расплаве. В частности, с помощью уравнений Эйнштейна и Тейлора, можно оценить ф по результатам вискозиметрического эксперимента. Уравнение Оделевского позволяет рассчитать ф по результатам рези-стометрического эксперимента. Расчеты показали, что разрушение микрогетерогенного состояния металлической жидкости при нагреве расплава до определенных температур, сопровождается уменьшением объемной доли дисперсной фазы ф практически до нуля. Следовательно, вискозиметрия и резистометрия могут использоваться в качестве индикаторов процессов, происходящих в микрогетерогенных расплавах при нагреве и охлаждении.

Вязкость измеряли методом затухающих крутильных колебаний тигля с расплавом (методом Швидковского) в его абсолютном варианте.

Удельное электросопротивление металлических расплавов определяли по углу закручивания тигля с исследуемым образцом, подвешенного на упругой нити, под действием вращающегося магнитного поля (методом Реге-ля). В работе использован относительный вариант данного метода.

Измерения вязкости и удельного электросопротивления расплавов проводили на установке, созданной на кафедре общей физики и естествознания Уральского государственного педагогического университета Вержболо-вичем С.А. под руководством проф., д.т.н. Петрушевского М.С. В исследованиях принимали участие аспиранты кафедры Матвеев В.М., Колобова Т.Д., Рожицина Е.В., Кофанов С.А. Определены параметры подвесной системы вискозиметра, позволяющие проводить совмещенные измерения вязкости и удельного электросопротивления металлических расплавов без разгерметизации установки. Оценена погрешность измерения вязкости металлических расплавов - 3,6% (случайная составляющая - 0,5%); удельного электросопротивления - 3% (случайная составляющая - 2%).

Во второй главе также приводится анализ расплавов на основе алюминия как объекта экспериментального исследования и рассмотрено возможное влияние на результат эксперимента таких факторов, как способ легирования расплава, чистота исходных компонентов и температура приготовления образца.

Отсутствие ветвления температурных зависимостей вязкости жидкого алюминия, полученных при нагреве и последующем охлаждении, в проведенных опытах позволяет объяснить его появление в опытах с алюминиевыми сплавами перераспределением компонентов.

При исследовании систем Al-Fe, Al-Sc и Al-Sn установлено влияние условий сплавления компонентов и способа легирования (чистый металл или интерметаллид) на температуры ветвления температурных зависимостей вязкости. Во всех изученных случаях при переходе от легирования чистым компонентом к легированию интерметаллидом или содержащей его включения промышленной лигатурой температуры ветвления повышаются.

В третьей главе представлены результаты экспериментального исследования микрогетерогенности расплавов на основе алюминия методами вискозиметрии и резистометрии. Измерены температурные зависимости вязкости v(7) жидких металлических растворов с различными типами диаграмм состояния: систем с простой эвтектикой (Al-Si, Al-Ge (рис. 1), Al-Sn); с эвтектикой, одной из фаз которой являются химические соединения (Al-Fe, А1-Со, Al-Sc (рис. 2), А1-Мп) и систем с областью несмешиваемости в жидком состоянии (Al-Pb, Al-In, Ga-Pb (рис. 3)). Для расплавов Al-Si, Al-Sn, Al-Sc дополнительно измерены аналогичные зависимости удельного электросопротивления р(7) (рис. 2). Опыты проведены в режимах нагрева после плавления и последующего охлаждения.

Обнаружено ветвление кривых v(7) и р(7), полученных при нагреве и последующем охлаждении, (гистерезис) для всех образцов, имеющих в исходном состоянии двухфазную или многофазную кристаллическую структуру. Точки ветвления температурных зависимостей кинематической вязкости и удельного электросопротивления для расплавов одинакового состава близки между собой и закономерным образом изменяются с ростом концентрации второго компонента. Гистерезис зависимостей v(7) и р(7) свидетельствует о необратимых изменениях строения расплавов при их нагреве до температур, превышающих точки ветвления этих кривых.

В опытах с расплавами эвтектических систем с соединениями дополнительно зафиксировано возрастание вязкости при нагреве, предшествующее ветвлению ее температурных зависимостей. Это явление автор связывает с последовательным диспергированием частиц микрогетерогенного расплава при приближении к границе области существования микрогетерогенности.

Впервые обнаружено различие в направлении ветвления температурных зависимостей вязкости расплавов Al-Si доэвтектического и заэвтектиче-ского составов, а также зависимость температуры возрастания вязкости при нагреве расплавов А1-Мп от фазового состава образцов перед плавлением. Эти факты свидетельствуют о влиянии структуры исходного слитка на особенности разрушения микрогетерогенного состояния.

1-1-Г

700 800 900 10001100 700 800 900 1000 Т,°С

Рис. 1. Температурные зависимости кинематической вязкости расплавов А1-Ое (• - нагрев, о - охлаждение)

I-1-1-1---1---,-

600 800 1000 1200 1400 600 800 1000 1200 Т,°С

Рис. 2. Температурные зависимости кинематической вязкости и удельного электросопротивления расплавов А1-Бс (1- нагрев, 2 - охлаждение, 3 - результаты, полученные на дублирующей установке)

V-107, М2-С-1

700 900 Т, "С

900 Г,«С

Рис. 3. Температурные зависимости кинематической вязкости (а) и среднеквадратичного отклонения ее значений (б) расплавов ва-РЬ (• - нагрев, о -охлаждение). Заштрихованная область расположена ниже купола макроскопического расслоения системы.

В результате вискозиметрического исследования расплавов систем, которые характеризуются ограниченной смешиваемостью в жидком состоянии, за пределами купола макроскопического расслоения при нагреве зафиксирован аномально высокий случайный разброс значений кинематической вязкости. Отмеченная нестабильность необратимо исчезает при нагреве до определенной для каждого состава температуры (рис. 36).

Описанные выше необратимые перестройки структуры расплавов при нагреве после плавления или перехода через купол макроскопического расслоения интерпретируются автором как переход из микрогетерогенного состояния в состояние истинного раствора. В случае эвтектических систем микрогетерогенное состояние возникает в результате плавления гетерогенного исходного слитка, а в системах с ограниченной смешиваемостью в жидком состоянии - в результате спонтанного эмульгирования макроскопически расслоенного расплава. Эти представления подтверждаются для эвтектических систем сложным видом кривых lrtv=f(T), зависимостей вязкости от свободного объема и температурных зависимостей свободной энергии активации вязкого течения G'■* при нагреве и их прямолинейностью,

свойственной регулярным растворам, при охлаждении, а для монотектиче-ских систем - аномальным ростом среднего квадратичного отклонения значений эффективной вязкости расплава после перехода через купол макроскопического расслоения при нагреве (рис. 36), необратимо исчезающим при температуре на 100-300 °С выше купола.

По началу высокотемпературного совпадающего участка температурных зависимостей кинематической вязкости и удельного электросопротивления, отвечающих режимам нагрева и охлаждения, построены области существования микрогетерогенности на диаграммах состояния простых эвтек-тик Al-Si, Al-Ge, Al-Sn; 2) эвтектик с химическими соединениями AI-Sc, А1-Мп; 3) сплавов с областью несмешиваемости в жидком состоянии Al-In, Ga-Pb (рис. 4).

Sl.aT.% Се.ат.%

РЬ.ат.%

Рис. 4. Области существования микрогетерогенной структуры в расплавах простых эвтектик Al-Si, Al-Ge,Al-Sn; эвтектики с химическими соединениями Al-Sc и расплавах с ограниченной смешиваемостью компонентов в жидком состоянии Ga-Pb (• - v, о - р)

Аномально высокий разброс (~10-15%) значений кинематической вязкости расплавов с ограниченной смешиваемостью компонентов в жидком состоянии А1-1п при нагреве до определенных для каждого состава температур не позволил построить зависимости у(7). Область существования микрогетерогенной структуры на диаграмме состояния системы А1-1п построена по точкам, отвечающим необратимому исчезновению указанного разброса (рис. 5).

Рис. 5. Область существования микрогетерогенной структуры в расплавах с ограниченной смешиваемостью компонентов в жидком состоянии А1-1п

Изучено влияние необратимого перевода расплава из микрогетерогенного состояния в состояние истинного раствора (гомогенизации расплава) на структуру слитка, формирующегося при его охлаждении со скоростями порядка Ю '-Ю2 °С/с. В работе представлены результаты сравнительного анализа микроструктуры алюминиевых сплавов в условиях двух температурных режимов обработки их расплавов: когда температура нагрева расплава над ликвидусом не превышает температуры гомогенизации (TL < Т < Тгом) и когда эта температура превышает Тгом. Опыты проведены для систем с различными типами диаграмм состояния.

Установлено, что необратимое разрушение микрогетерогенности расплава при последующем охлаждении и кристаллизации приводит:

- для простых эвтектик - к смещению эвтектической точки в область больших концентраций второго компонента (рис. 6); к изменению морфологии и измельчению структурных составляющих сплавов (переходу от пластинчатой к дендритной и сферической формам роста);

- для сплавов эвтектического типа с химическими соединениями - к изменению габитуса первичных и эвтектических фаз и образованию пересыщенных твердых растворов на основе алюминия;

- для монотектических систем - к уменьшению тенденции к макрорасслоению металла и получению массивных образцов с высокодисперсными включениями (рис. 7).

Шт&'ьГ:

и >,#.

уМ* 1,"

2 ,í| ■

Í б М ,

LilkÁí)

-fe®*

- * * 'V

шШ^М

mWfá&hñ

Рис. 6. Микроструктура сплава Al-Ge эвтектического состава(30,3ат.% Ge), выплавленного без гомогенизирующего перегрева 700 °С (а) и после такого перегрева 1100°С(б) х250

Ухи ъ

Рис. 7. Структура слитка сплава А1-5,4ат.%1п, выплавленного без гомогенизирующего нагрева Т=700 °С (а) и после такого нагрева Т=1200 "С (б) и закристаллизованного со скоростью охлаждения ГС/с, х80

В заключительной части третьей главы исследуется влияние присадок дополнительных компонентов, изменяющих межфазное натяжение а на границах дисперсных частиц (так называемых поверхностно - активных веществ, или ПАВ), на термическую устойчивость микрогетерогенного состояния жидких эвтектик и монотектик.

В качестве базового сплава была выбрана композиция А1-5,4 ат.% 8п. В качестве поверхностно-активных добавок (ПАВ) на основании известных критериев поверхностной активности, определены присадки Mg, С<1, Ъп, Сс1, Бс, 2т, "П, Мп, В. Установлено, что введение одинакового количества (0,14 ат.%) Ос1, Ъл, Ъх, Мп, И в матричный расплав заметно изменяет вид температурной зависимости вязкости, однако несущественно влияет на Тгом. Присадки такого же количества В и Сг значительно повышают температуру гомогенизации. Таким образом, выяснилось, что критерии поверхностной активности сами по себе не определяют влияние присадки на межфазное натяжение и, как следствие, на термическую устойчивость микрогетерогенного состояния.

Одной из причин этого может быть немонотонная зависимость межфазного натяжения сг на границе дисперсных частиц от концентрации ПАВ. Для проверки этой гипотезы был поставлен опыты с расплавом А1-5,4 ат.%8п, в который вводились различные количества гадолиния (рис. 8) и скандия (рис. 9). Результаты опыта свидетельствуют о существенной зависимости температуры гомогенизации расплава от концентрации поверхностно-активного вещества. Первые порции 0<3 не оказывают существенного влияния на температуру разрушения микрогетерогенного состояния. Затем, по мере увеличения содержания гадолиния, Тгом вначале возрастает, а затем начинает снижаться (рис. 8). При содержании Ос! 0,3 ат.% не отмечено ветвления политерм вязкости, что свидетельствует о формировании истинного раствора сразу же после расплавления исходного слитка. Однако после перехода через концентрацию бс!, соответствующую его предельной растворимости в твердом алюминии, вновь появляется гистерезис вязкости с точкой ветвления более высокой, чем в исходном сплаве. При введении всего 0,05 ат.% Бс в исходный расплав значение ТГОм снижается до 730 °С (рис. 9), т.е. до стандартной температуры выплавки алюминиевых сплавов в производственных условиях. Дальнейшее увеличение содержания скандия до 0,14 ат.% повышает температуру гомогенизации почти до 980 °С. Однако затем значения Тгом вновь снижаются, достигая 790°С при содержании скандия 0,5 ат.%.

Таким образом, критерии поверхностной активности дают только ориентировочное представление о тех присадках, которые целесообразно вводить в микрогетерогенные расплавы для снижения межфазного натяжения на границах микронеоднородностей и уменьшения температуры перехода

системы в состояние истинного раствора. За этим предварительным выбором должен следовать этап оптимизации концентрации присадки в расплаве.

Дополнительно исследована возможность регулирования термической устойчивости микрогетерогенного состояния монотектических расплавов системы ва-РЬ путем введения поверхностно-активных присадок олова.

Рис. 8. Температурные зависимости кинематической вязкости расплава А1-5,4ат.%8п, легированного гадолинием. Содержание вс1, ат.%: 1 - 0; 2 - 0,05; 3 - 0.01; 4 - 0,14; 5 - 0,30; 6 - 0,50 (• - нагрев, о - охлаждение)

Рис. 9. Температурные зависимости кинематической вязкости расплава А1-5,4aT.%Sn, легированного скандием. Содержание Se, ат.%: 1- 0,05; 2 - 0,14; 3 - 0,30; 4 - 0,50; стрелками отмечены Тгои (• - нагрев, о - охлаждение)

В качестве базового использован сплав с 10 ат.% РЬ, температура гомогенизации которого близка к 750°С. Показано, что введение всего 0,5 ат.% Sn снижает эту температуру до 450-550°С, а при дальнейшем увеличении концентрации олова она снова несколько повышается (рис. 10).

Оат. %

850 Т. "С

Рис. 10. Температурные зависимости кинематической вязкости расплавов Са-10ат.%РЬ-8п с содержанием олова от 0,25 до 2,00 ат.% (• - нагрев, о -охлаждение)

Приведенные результаты свидетельствуют о том, что в ряде случаев введение в расплав примесей, снижающих межфазное натяжение на границах дисперсных частиц, может существенно снизить температуру его гомогенизации. Это, в свою очередь, дает возможность осуществлять температурную обработку жидкого металла в гораздо более «щадящих» режимах, а в некоторых случаях делает ее вообще ненужной.

В четвертой главе дан теоретический анализ возможных причин длительного сохранения микрогетерогенности расплавов: аномально длительного растворения дисперсных частиц, унаследованных от гетерофазной шихты, в окружающем расплаве и установления термодинамического равновесия между этими фазами. В первом случае речь идет о неравновесном характере микрогетерогенности расплава, а во втором - о ее термодинамической ста-

бильности. Приведенная во введении гипотеза П.С.Попеля предусматривает обе эти возможности, поскольку, согласно этой гипотезе, процесс релаксации исходно микрогетерогенного расплава к термодинамически устойчивому состоянию однородного раствора может протекать в очень медленном кинетическом режиме и при определенных условиях завершиться установлением равновесия между дисперсными частицами и окружающим расплавом. Таким образом, теоретическое обоснование существования микрогетерогенных состояний расплавов включает как анализ термодинамики фазовых равновесий, так и анализ кинетики растворения частиц.

Провели термодинамический анализ условий равновесия дисперсных частиц с дисперсионной средой для бинарных расплавов, результаты, исследования свойств которых приведены в главе 3. Показана возможность существования метастабильных состояний при расплавлении бинарной системы, Метастабильные состояния связывали с существованием критических размеров зародыша дисперсной фазы, при которых химические потенциалы фаз равны и соответствуют состоянию неустойчивого равновесия. Исследовали такую возможность для бинарного расплава, рассматривая условия термодинамического равновесия в случае малой жидкой сферической частицы с

концентрацией х'1' и радиусом г, окруженной бесконечным расплавом с концентрацией Х1 . Условие равновесия в этом случае запишется в виде:

2ог>(1)

I . (1)

/ г

где и(,) - удельный (молярный) объем вещества дисперсной частицы; <7 - межфазное натяжение. Результаты расчетов г для дисперсной частицы и дисперсионной среды, представляющих собой концентрированные растворы АКБп различных химических составов, представлены в Таблице 1 и показывают, что размерный эффект может быть использован для объяснения природы микрогетерогенного состояния металлических расплавов.

Система уравнений (1) имеет два неизвестных аргумента при заданных условиях внешней среды х,12), р, а именно радиус включения Г и концентрацию внутри его Х)(1). Для определения критических значений г и , отвечающих условию равновесия, записали с учетом аналитического

Таблица 1.Результаты оценки выполнения условия (1) для расплавов А1-Бп при Т= 960 К

и(,) хЮ5,м3/моль <Т, Н/м г ,нм

0,9 0,1 7 0,20 0,9

0,8 0,2 13 0,15 1,1

0,7 0,3 19 0,10 2,0

0,6 0,4 25 0,06 4,3

представления опытных данных по химическим потенциалам в рамках нулевого приближения модели регулярных растворов:

Мы + , (2)

где Я - универсальная газовая постоянная, х1 - мольная доля компонента,

О - энергия взаимообмена, приходящаяся на один моль, следующее выражение для работы разрушения дисперсной частицы в ограниченном объеме расплава:

4 ,

тЛГ , х0)(1 -;с(2>)

+ т Л пк + (3)

1-Х,'

где л:*21 =х1г)(х1{),г) и £г<ь2> = сг('"2>(д:1<1>,х1<2>). Переход к неограниченной системе путем допущения дг,<2) « Х,(0) (д-'0' - средняя концентрация в расплаве) позволяет найти аналитическое выражение для критического радиуса включения:

г* =___ (4)

I \ \ (Г\\ V /14 4 '

г(,)С1-х(0)Ч 1-г(1)

Зависимость АС(х,(1),г) для расплава А1-50ат.%5п при Т=690 °С и размере расчетной ячейки К - 30нм представлена на рис. 11.

Рис. 11. Зависимости ЛСОх,0',/*) и АС(г) для расплава А1-50ат.%8п

Обращает внимание локальное углубление при приближении размера частицы к размеру расчетной ячейки, которое отсутствует при расчете с допущением х[2) « л:,10' и необратимо исчезает с повышением температуры расплава до 930 °С, что отвечает опытным данным главы 3 о необратимом разрушении микрогетерогенности расплава А1-50ат.%8п при нагреве до 1000

°С (рис. 4). Характерные параметры зависимостей Д(7(г) представлены в Таблице 2.

Таким образом, в данной работе впервые теоретически обоснована возможность реализации метастабильных микрогетерогенных состояний в расплавах с неограниченной смешиваемостью компонентов. С переходами системы между стабильным и метастабильным состояниями автор связывает ветвление зависимостей у(7) и р(7).

Таблица 2. Параметры зависимости АС(г) для расплава А1-50ат.%8п при Я = 30им и Т=690 °С

♦ Г , нм *• г , нм ш Г , нм ДС(г')х1018, Дж Д0г(г**)х1018, Дж

0,1 9 10 21 72,49 89,7

0,2 5 5 22 7,83 7,99

0,3 5 5 24 2,73 2,77

0,4 7 7 26 2,22 2,27

0,6 5 5 27 0,80 0,80

0,7 2 2 25 0,30 0,30

0,8 2 2 24 0,16 0,16

0,9 2 2 23 0,18 0,18

Для микрогетерогенных расплавов в определенных условиях (высокие температуры, близкие химические составы контактирующих фаз) характерны достаточно низкие значения межфазного натяжения, т.е. вполне реально явление самопроизвольного диспергирования включений до образования лиофильной системы. При разделении частицы микрогетерогенного расплава на две в результате самопроизвольного диспергирования объемная доля включений и число молей вещества дисперсной фазы остается постоянным, отсюда в выражении (3) изменяется только первое из слагаемых, т.к. радиус

частиц уменьшается в V2 раз. Отсюда работа диспергирования равна: Д G = 1,04лг2СГ(1"2) (5)

Результат (5) согласуется с представлениями М.Фольмсра, П.А. Ребиндера, Е.Д. Щукина и A.B. Перцова.

На основе представлений теории Френкеля-Эйрннга проведен анализ результатов вискозиметрического исследования расплавов простых эвтектик Al-Sn, Al-Si и Al-Ge, представленных в главе 3. Оценены размеры дисперсных частиц и величина межфазного натяжения на их границах. Расчеты показали, что гомогенизация металлической жидкости приводит к уменьшению характерного размера дисперсных частиц, участвующих в вязком течении, от величин ~1-7 нм на порядок, что отвечает образованию однородного на атомном уровне раствора. В результате вычислений межфазного натяжения на границах дисперсных частиц установлено, что процесс их самопроизвольного диспергирования для расплавов на основе алюминия может продолжаться до частиц указанного масштаба.

Установлению равновесия дисперсной частицы с окружающим расплавом предшествует процесс ее формирования в ходе первоначального растворения фрагментов шихтовых материалов. Расчет времени растворения дисперсных частиц в металлических расплавах проводили с использованием уравнения диффузии и феноменологической теории растворения. Необходимо было ответить на вопрос о том, могут ли диффузионные процессы, сопровождающие растворение шихтовых материалов, быть реальной причиной длительного сохранения их фрагментов в расплаве алюминия и обусловить расхождение политерм вязкости, зафиксированное в главе 3. Диффузионные процессы рассматривали как изотермические ввиду большой теплопроводности металлических систем как в твердом, так и в жидком состояниях.

Уравнение диффузии записывали в виде:

dC/dt-DVC = 0, (6)

где C(t, х) - концентрация; D = const - коэффициент диффузии. Общую физическую модель растворения включений твердых металлов в расплаве алюминия, согласно феноменологической теории растворения, представляли следующим образом: при контакте твердого и жидкого металлов сразу же в приконтактной области образуются разбавленные твердый и жидкий растворы в результате процессов адсорбции и растворения. При наличии на диаграмме состояний промежуточной фазы равновесие жидкого раствора устанавливается с этой фазой. В пограничном слое жидкости устанавливается

предельная растворимость , и в дальнейшем процесс растворения контролируется диффузией в жидком растворе.

Решение уравнения (6) позволяет определить положение межфазной границы и оценить время растворения включения. Поиск положения межфазной границы вели как аналитическими, так и численными методами. Рассчитаны характерные времена расплавления и растворения твердых металлов и унаследованных от них дисперсных частиц в расплаве алюминия.

Решая аналитически уравнение (6), рассматривали растворение сферического включения в бесконечной среде без учёта процессов, происходящих на межфазной границе:

а2с 2 ВС ее .

= ;C(z,0)=C0, dz z dz дт

C(co,т)=С0,C(z0,г) = См (С, -C«)~ = YzhZ°' (7>

р(() Dt *

где z0 = - ; г = —^— безразмерные координата границы раздела фаз и А> Ра

время.

Кинетику растворения в этом случае определяет параметр С -С

Д = 0 <0> зависящий от соотношения концентрации растворяюще-

С,-с.

гося компонента внутри включения С,, в пограничном слое Сю и в окружающем расплаве алюминия С0(рис. 12). Если Щ «1, включение медленно растворяется в течение большого промежутка времени и только в самом конце процесса - ускоренно. Если |Я|«1 растворение выделения заканчивается за малые промежутки времени.

С1

г(0

Рис. 12. Распределение концентраций при растворении сферического кристалла в неограниченном расплаве

Аналитическое решение уравнений (7) показало, что при температурах, незначительно превышающих ликвидус, характерные времена диффузионного растворения фрагментов тугоплавких переходных металлов (Со, Ре, Мп, N1, Бс, 1т) размером порядка 1-10 мкм не превышают нескольких минут. Это означает, что в экспериментах, описанных в главе 3, процессы установления равновесия успевают завершиться за время, предшествующее началу измерений вязкости или удельного электросопротивления. В реальных же металлургических процессах часто используются металлические материалы, измельченные до нескольких сантиметров. В этом случае времена диффузионного растворения значительно выше и составляют десятки часов. В тех же условиях фрагменты легкоплавких (Бп, 1п, РЬ) компонентов и полуметаллов (Бь Ое) растворяются менее чем за 1 секунду.

Численный анализ выполнялся для ограниченной системы путем решения уравнения (6) методом конечных элементов. Анализ полученных результатов позволил разбить процесс растворения на отдельные стадии и выделить в ходе него характерные времена-, время существования включения с исходным составом 1„; время существования частицы жидкого металла Ц, возникшей на месте данного включения, отличной от него по химическому составу и существующей благодаря наличию избыточной свободной энергии на ее границах; и время необходимое для выравнивания концентрации после разрушения указанной частицы (Таблица 3).

Длительность первой стадии для включений всех изученных металлов по порядку величины согласуется с результатами аналитического решения, в ходе которого только эта стадия и анализировалась. Продолжительность двух последующих стадий сопоставима с первой для тугоплавких переходных металлов, а для простых металлов и полуметаллов при их исходной

дисперсности порядка 1 см имеет порядок 103 с. Таким образом, численный анализ, с одной стороны, подтвердил правильность аналитического решения, а с другой,- показал возможность длительных релаксационных процессов и для легкоплавких металлов и полуметаллов.

Таблица 3. Время растворения твердых металлов в расплаве алюминия при Г = 700° С, начальном размере рй = 1 СМ и объемной доле ф=10%

Металл ОхЮ9,м2/с ЦхЮ"2, с цхЮ'2, с ^хЮ2, с

Хром 1,97 0-110 110-685 685-6950

Железо 3,31 0-64 64-456 456-4000

Кобальт 2,45 0-85 85-450 450-5250

Никель 2,70 0-87 87-460 460-4990

Цирконий 2,05 0-100 100-470 470-4940

Кремний 8.7 0-20 20-30 30-1360

Олово 4.4 0-50 50-450 450-2740

Свинец 12.9 0-10 10-270 270-950

Индий 9.5 0-20 20-320 320-1300

Магний 7.5 0-40 40-340 340-1600

Германий 17.1 0-8 8-220 220-880

В пятой главе показано, что в промышленных расплавах на основе алюминия также отмечается ветвление температурных зависимостей вязкости, полученных при нагреве и последующем охлаждении образцов, которое сопровождается существенными изменениями структуры сплавов после кристаллизации с малыми скоростями охлаждения (-0,1 °С/с). Опыты проведены с расплавами А1-2мас.%8с, А1-2мас.%гг, А1-2мас.%№, А1-Сг, А1-8мас.%Ре с добавками Сг, Ъх и Мо и А1-6мас.%1^ с добавками Мп, Бс и 1л. Дополнительно для расплавов А1-2мас.%8с и А1-8мас.%Ре с добавками Сг, Ът и Мо изучено влияние гомогенизации металлической жидкости при высоких скоростях ее охлаждения(~103-105°С/с) на микроструктуру кристаллического металла. Показано, что разрушение микрогетерогенного состоя-

ния расплава Al-2Mac.%Sc и последующая кристаллизация с высокими скоростями охлаждения приводят к подавлению роста первичных алюминидов, формированию квазиэвтектической структуры и пересыщению твердого раствора на основе алюминия. Частичное разрушение микрогетерогешгой структуры расплава Al-8Mac.%Fe с добавками Cr, Zr и Мо в сочетании с высокими скоростями охлаждения также дает ощутимые эффекты: с увеличением температуры нагрева расплава и скорости охлаждения наблюдается переход от гранных к дендритным и сферолитным формам роста алюминидов.

На основе представлений о микрогетерогености и особенностях кристаллизации расплавов на основе алюминия автором решен ряд прикладных задач по оптимизации производства и повышению качества продукции.

На примере лигатуры А1-50мас.%Бп показано, что гомогенизация расплава является эффективным способом уменьшения склонности слитка к расслоению при прокатке с водяным охлаждением. Выработаны и внедрены в производство технологические рекомендации по оптимизации режима выплавки лигатуры Al-50Mac.%Sn в Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении.

Определены точки ветвления температурных зависимостей вязкости промышленного расплава системы Al-Cu и изучено влияние перегрева металлической жидкости выше указанных температур на микроструктуру литого металла при различных способах легирования марганцем. На основе исследований выработаны и внедрены в производство рекомендации по совершенствованию технологии производства плит из этого сплава в условиях ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод». В частности, решен вопрос о целесообразности замены его легирования прессованными таблетками Мп-20% флюса легированием прутком Al-13 мас.% Мп с целью стабилизации механических свойств плит. Предложена новая технология термообработки расплава, предусматривающая его нагрев в жидком состоянии до точки ветвления температурных зависимостей вязкости.

Установлено, что перегрев расплава тугоплавкой основы (Al-Si-Cu-Mn-Ti-Fe) вторичного доэвтектического силумина с высоким содержанием железа (более 1 мас.%) до температуры, при которой происходят перестройки его структуры и устанавливается гомогенное состояние, повышает жидкоте-кучесть расплава до уровня первичных сплавов за счет снижения количества и изменения строения алюминидов железа. Предложенная технология успешно испытана в исследовательском центре корпорации General Motors (Детройт, США), что позволило решить глобальную технологическую задачу - повысить литейные свойства вторичных силуминов до уровня первичных.

Изучено влияние термообработки двух промышленных расплавов системы Al-Si, предусматривающей нагрев металлической жидкости выше точки ветвления температурных зависимостей ее свойств Тгом (рис. 13), на механические свойства литого металла (Таблица 4). Для одного из этих сплавов

термообработка расплава приводит к повышению пластичности в 10-15 раз при одновременном росте временного сопротивления разрыву на 30-80%. Для второго сплава указанный эффект выражен менее ярко, однако и в этом случае отмечается существенное повышение пластичности при некотором снижении прочности. Результаты исследования использованы для улучшения пластических характеристик сложных крупногабаритных отливок из этих сплавов в условиях ПО «Уральский турбомоторный завод».

700 900 1100 700 900 1100

Рис. 13. Температурные зависимости плотности поверхностного натяжения а, удельного электросопротивления р и вязкости расплавов и АЛ4; и АЛ9, соответствующие режимам нагрева (•) и охлаждения (о)

Таблица 4. Результаты механических испытаний образцов сплавов системы Al-Si

Сплавы Температура нагрева расплава, Т, С о», МПа 00,2 > МПа 5, % ч\ %

1 Т<ТГОМ 750 140 139 0,8 0,9

Т>ТГОМ 950 263 186 8,2 14,0

2 Т<ТГОм 750 240 174 9,3 21,4

Т>ТГОМ 950 203 141 15,2 33,3

Таким образом, представление о микрогетерогенности концентрированных растворов, развиваемое автором, позволило с единых позиций подойти к анализу микрорасслоения расплавов эвтектических и монотектиче-ских систем, связи строения и свойств жидкого и твердого металла и предложить новые способы воздействия на структурное состояние металлической жидкости, обеспечивающее улучшение служебных характеристик металла после затвердевания. Совокупность опытных фактов и их обобщение можно рассматривать как новое направление в области физической химии металлургических расплавов: «Исследование метастабильных и неравновесных микрогетерогенных состояний жидких металлических растворов и влияния их разрушения на морфологические особенности структуры и фазовый состав сплавов». Это направление представляется автору актуальным и перспективным.

Основные выводы по работе:

1. Обоснован выбор вискозиметрии и кондуктометрии как основных методов исследования микрогетерогенных состояний металлических расплавов.

2. В режимах нагрева после плавления и последующего охлаждения измерены температурные зависимости кинематической вязкости v(7) расплавов систем с простой эвтектикой (Al-Si, Al-Ge, Al-Sn), с эвтектикой, одной из фаз которой являются химические соединения (Al-Fe, Al-Co, Al-Sc, Al-Mn), и с областью несмешиваемости в жидком состоянии (Al-Pb, А1-1п, Ga-Pb). Для расплавов Al-Si, Al-Sn, Al-Sc дополнительно измерены аналогичные зависимости удельного электросопротивления р(7). Обнаружено ветвление кривых v(7) и р(7) для всех расплавов, имеющих в твердом состоянии многофазную структуру. Для расплава алюминия этого эффекта не обнаружено. Поэтому ветвление зависимостей v(7) и р(7) автор связывает с необратимым разрушением микрогетерогенности расплава, т.е. с переходами системы между стабильным и метастабильным состояниями.

3. Изучено влияние необратимого перевода расплава из микрогетерогенного состояния в состояние однородного на атомном уровне раствора на структуру твердого металла, формирующегося при охлаждении со скоростями порядка IO''-Ю2 °С/с. Установлено, что необратимое разрушение микрогетерогенного состояния расплава при последующем охлаждении и кристаллизации приводит:

- для простых эвтектик - к смещению эвтектической точки в область больших концентраций второго компонента; к изменению морфологии и измельчению структурных составляющих сплава (переходу от пластинчатой к дендритной и сферической формам роста);

- для монотектических систем - к уменьшению тенденции к макрорасслоению металла и получению массивных образцов с высокодисперсными включениями.

4. Показано, что температура необратимого перехода расплава из микрогетерогенного состояния в состояние однородного на атомном уровне раствора может быть существенно снижена в результате введения присадок элементов, обладающих поверхностной активностью на границах дисперсных частиц. Установлено, что для достижения указанного эффекта должно быть оптимизировано содержание поверхностно-активной примеси в сплаве.

5. В рамках представлений химической термодинамики растворов впервые строго обоснована возможность микрогетерогенного состояния в металлических расплавах с неограниченной смешиваемостью компонентов.

На поверхности свободной энергии Гиббса ограниченной системы найден локальный минимум, соответствующий термодинамическому равновесию дисперсной частицы с дисперсионной средой. При нагреве расплава до температуры, близкой к точкам ветвления температурных зависимостей вязкости, этот минимум исчезает, и микрогетерогенное равновесие становится невозможным.

6. Показана принципиальная возможность применения представлений реологии дисперсных систем к анализу результатов вискозиметрическо-го эксперимента с микрогетерогенными расплавами.

7. На основе представлений теории Френкеля-Эйринга проведен анализ результатов вискозиметрического исследования расплавов простых эвтектик Al-Sn, Al-Si и Al-Ge. Оценены размеры дисперсных частиц и величина межфазного натяжения на их границах. Расчеты показали, что гомогенизация металлической жидкости приводит к уменьшению характерного размера структурной единицы вязкого течения от величин ~1-7нм на порядок, что отвечает образованию однородного на атомном уровне раствора. В результате вычислений межфазного натяжения на границах структурных единиц вязкого течения установлено, что процесс их самопроизвольного диспергирования для расплавов на основе алюминия может продолжаться до частиц указанного масштаба.

8. Проведен кинетический анализ возможных причин длительного существования неравновесных микрогетерогенных состояний в бинарных расплавах на основе алюминия. Выделено три стадии процесса диффузионного растворения: уменьшение радиуса фрагмента при сохранении его исходного состава; последующее растворение частицы жидкого металла, возникшей на месте данного фрагмента, при наличии избыточной свободной энергии на ее границах и, наконец, стадия выравнивания концентрации после исчезновения ярко выраженного переходного слоя на границе растворяющегося фрагмента. Показано, что аномально медленное течение процесса растворения (порядка десятка часов) характерно на всех трех стадиях растворения для фрагментов тугоплавких металлов и их соединений, и на последних двух стадиях - для легкоплавких металлов и полуметаллов.

9. Показано, что и в промышленных сплавах на основе алюминия также отмечается ветвление температурных зависимостей вязкости, полученных при нагреве и последующем охлаждении образцов, которое сопровождается существенными изменениями структуры и механических свойств литого металла. На основе полученных результатов разработаны технологические рекомендации по оптимизации режимов выплавки ряда промышленных сплавов с целью повышения их качества.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Попель, П. С. Область существования метастабильной микрогетерогенности в расплавах Al-Sn [Текст] / П. С. Попель, О. А. Коржавина (Чи-кова) // Жури. физ. химии. - 1989. - Т. 63, вып. 3. - С. 838-841.

2. Коржавина, О. А. Вязкость расплавов Al-Sn [Текст] / О. А. Коржавина (Чикова), П. С. Попель // Расплавы. - 1989. - № 5. - С. 116-119.

3. Влияние температурной обработки расплава Al-Sn на структуру и свойства литого металла [Текст] / П. С. Попель [и др.] // Технология легких сплавов (ВИЛС). - 1989. - № 4. - С. 87-91.

4. А. с. 1630138. Способ получения полуфабрикатов из гранул алюминиевых сплавов [Текст] / В. И. Тарарышкин [и др.]. - № 4699594; заявка 31.05.89. ДСП.

5. О влиянии структурного состояния расплава Al-Ge на взаимную растворимость компонентов в твердой фазе [Текст] / О. А. Коржавина (Чикова) [и др.] И Расплавы. - 1989. - № 6. - С. 106-108.

6. Структура и свойства быстроохлажденного сплава А1-8мас % FefTeKCT] / И. Г. Бродова [и др.] // Расплавы. - 1990. - № 1. - С. 16-20.

7. Структурные исследования быстрозакристаллизованных AI-Sc сплавов. / Бродова И.Г., Поленц И.В., Коржавина (Чикова) O.A. и др. // Расплавы 1990. №5. с. 73-79.

8. Необратимые изменения вязкости расплавов А1-Мп при высоких температурах [Текст] / О. А. Коржавина (Чикова) [и др.] // Расплавы. - 1990. - № 6. - С. 23-28.

9. Коржавина, О. А. Область существования метастабильной коллоидной микронеоднородности в расплавах системы Al-Ge [Текст] / О. А. Коржавина (Чикова), П. С. Попель, Б. П. Домашников // Изв. АН СССР. Не-органич. материалы. - 1991. - Т. 27, № 7. - С. 1424-1427.

10. Вязкость и электросопротивление расплавов Al-Si и влияние их структурного состояния на строение литого металла [Текст] / О. А. Коржавина (Чикова) [и др.] II Расплавы. - 1991. - № 1. - С. 10-17.

11. Голубев C.B. Коржавина (Чикова) O.A., Попель П.С. и др. Влияние вязкости и электросопротивления на структурное состояние расплавов Al-Sc и строение литого металла / Изв. АН СССР. Металлы. 1991. №1 с. 3652.

12. Особенности структурообразования при кристаллизации сплавов Al-in [Текст] I П. С. Попель [и др.] II Физика металлов и металловедение. -1992.9.-С. 111-115.

13. А. с. 1767005. Способ получения сплавов монотектического типа на основе алюминия [Текст] / П. С. Попель [и др.]; опубл. 07.10.92, Бюл. № 37.

14. Явление структурной наследственности с точки зрения коллоидной модели микрогетерогенного строения металлических расплавов [Текст] / П. С. Попель [и др.] // Цвет, металлы. - 1992. - № 9. - С. 53-56.

15. Влияние гомогенизирующей термической обработки расплавов на структуру быстрозакаленных алюминиевых сплавов [Текст] / И. Г. Бродова [и др.] // Литейное пр-во. - 1994. - № 1. - С. 20-22.

16. Popel P.S., Chikova O.A., Matveev V.M. Metastable colloidal states of liquid metallic solutions // High Temperature Materials and Processes. 1995. Vol. 4, No. 4. P. 219-233.

17. Влияние присадок Mg, Gd, Zn, Cd, Zr, Sc, В, Ti и Mn на термическую устойчивость микрогетерогенного состояния расплавов Al-5.4aT.%Sn [Текст] / В.М. Матвеев [и др.] // Расплавы, 1995, №2, с. 82-86.

18. Взаимосвязь структурного состояния жидких и твердых сплавов А1-РЬ [Текст] / Т. Д. Суханова [и др.] // Расплавы. - 2000. - № 6. - С. 11-15.

19. Взаимосвязь структурного состояния твердых и жидких сплавов А1-Со [Текст] / Е. В. Рожицына Е. В. [и др.] // Расплавы. - 2002. - № 5. - С. 36-41.

20. Кофанов, С.А. Вязкость жидких сплавов Al-Ni [Текст] / Кофанов С.А., Чикова. O.A., Попель П.С. // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ - 2003 - № .- С. 63-65.

21. Колобова, Т. Д. Вязкость жидких сплавов Ga-Pb [Текст] / Т. Д. Колобова, О. А. Чикова, П. С. Попель // Изв. РАН. Металлы. - 2004. - № 6. -С. 32-35.

22. Кофанов, С. А. Вязкость жидких сплавов Al-Ni [Текст] / С. А. Кофанов, О. А. Чикова, П. С. Попель // Расплавы. - 2004. - № 3. - С. 30-37.

23. Влияние олова на термическую устойчивость метастабильного микрогетерогенного состояния расплавов Ga-Pb [Текст] / Т. Д. Колобова [и др.] // Расплавы. - 2005. - № 1. - С. 49-53.

24. Чикова, O.A. Процесс диффузионного взаимодействия твердого и жидкого металлов (компьютерный эксперимент и анализ его результатов) [Текст] / Чикова O.A., Витюнин М.А. // Расплавы. - 2007. - № 5. - С. 78-87.

25. Лыкасов, Д.К. Вязкость расплавов Al-Cu [Текст] / Лыкасов Д.К., Чикова O.A. // Расплавы - 2007. - № 4. - С.31-36.

26. Чикова O.A. Флуктуационный свободный объем как характеристика структрного состояния металлической жидкости [Текст] // Расплавы. -2008.-№9.-С. 65-76.

27. Чикова O.A. Самопроизвольное диспергирование в процессах сплавообразования как причина микрорасслоения металлических распла-вов[Текст] // Расплавы. - 2008. - №9. - С. 54-64.

28. Лыкасов, Д.К. Связь механических характеристик плит из сплава 2124 со структурой и свойствами металла [Текст] / Лыкасов Д.К., Чикова O.A. И Цветные металлы. - 2008. - № 4. - С. 79-80.

29. Чикова O.A. О структурных переходах в жидких металлах и сплавах [Текст] И Расплавы. - 2009. - № 1. - С. 18-30.

30. Лыкасов, Д.К. Оптимизация технологии легирования сплава 2124 марганцем на основе изучения связи структуры и свойств жидкого и литого металла [Текст] / Лыкасов Д.К., Чикова O.A. // Расплавы - 2009. - № 1. - С.31 -35.

31. Взаимосвязь структурного состояния жидких и твердых промышленных железосодержащих силуминов [Текст] / П. С. Попель [и др.] // Физические свойства материалов и методы их исследования / Урал. гос. пед. ун-т. - Екатеринбург, 1998. - С. 3-8.

32. Рожицына, Е. В. Вязкость расплавов Al-Fe [Текст] / Е. В. Рожицы-на, О. А. Чикова, П. С. Попель // Физические свойства металлов и сплавов : сб. ст. / Урал. гос. техн. ун-т. - Екатеринбург, 1999. - С. 110-114.

33. Кинетика простого физического растворения твердых металлов в жидких (численное решение внешней задачи) [Текст] /O.A. Чикова [и др.] // Труды XI Российской научно-техническая конф. «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов», т.4., Екатеринбург, 14-16 сентября 2004 г. - Екатеринбург, 2004. - С. 51-55.

34. Чикова O.A., Замятин В.М., Лыкасов Д.К. Флуктуационный свободный объем как наследуемый признак в цепи «шихта-расплав-слиток» [Текст] // Труды VII Международного научно-технического симпозиума «Наследственность в литейных процессах», 14-16 октября 2008г. - Самара, 2008.-С. 123-129

ЧИКОВА Ольга Анатольевна

МИКРОГЕТЕРОГЕННОСТЬ И ОСОБЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

Подписано в печать 20.11.2009. Формат 60х84'/16. Бумага для множ. ап.

Печать на ризографе. Уч.-изд. л. 3,0. Тираж 150 экз. Заказ 2981. ГОУ ВПО «Уральский государственный педагогический университет». Отдел множительной техники, 620017 Екатеринбург, пр. Космонавтов, 26. E-mail: uspu@uspu.ru

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора физико-математических наук, Чикова, Ольга Анатольевна

Введение.

Глава 1. Постановка задач исследования

1.1 .Микронеоднородность металлических расплавов.

1.2. Микрогетерогенные состояния расплавов в системах с эвтектикой и монотектикой.

1.3. Теоретическое обоснование представлений о микрогетерогенных состояниях жидких эвтектик и монотектик.

1.4. Влияние гомогенизирующей термической обработки расплава на структуру и свойства литого металла.

1.5. Постановка задач и выбор объектов исследования.

Глава 2. Экспериментальные методы, использованные в работе

2.1. Вязкость и электросопротивление как индикаторы микронеоднородного состояния металлической жидкости.

2.2. Измерение кинематической вязкости металлических расплавов.

2.3. Измерение удельного электросопротивления металлических расплавов.

2.4. Методика экспериментального исследования вязкости и удельного электросопротивления алюминиевых расплавов.

2.5. Исследование структуры и свойств закристаллизованных образцов.

Введение диссертация по химии, на тему "Микрогетерогенность и особенности кристаллизации расплавов на основе алюминия"

Актуальность работы. Изучение связей между химическим составом, структурой металлических расплавов и их свойствами является одной из актуальных задач физической химии. Методами рентгеноструктурного анализа, электронографии и нейтронографии, а также путем анализа экспериментальных зависимостей «состав-свойство» был сделан вывод о том, что металлические расплавы в широкой температурно-концентрационной области являются химически неоднородными системами. Разрушение микронеоднородностей происходит в условиях высоких температур или при длительных изотермических выдержках. Перевод металлического расплава в состояние однородного на атомном уровне раствора при последующем охлаждении и кристаллизации приводит к изменениям структуры и свойств твердого металла.

Такие представления в отношении расплавов систем с эвтектикой были сформулированы в работах П.С. Попеля. О существовании в них микрообластей, обогащенных одноименными атомами, свидетельствовали результаты исследования дифракции рентгеновских лучей, полученные еще в 1930-х годах. В результате седиментационных экспериментов удалось оценить их размер величиной порядка десятков нанометров, что существенно превышало масштаб ближнего упорядочения в расплавах. На основании анализа обширного экспериментального материала П.С. Попель показал, что состояние гомогенного раствора является термодинамически устойчивым при всех температурах существования эвтектического расплава. Микронеоднородность, наблюдаемая после плавления эвтектического образца, согласно его представлениям, обусловлена длительным существованием в расплаве микрообластей, унаследованных от химически неоднородного исходного слитка и обогащенных различными компонентами. Эти области рассматривались автором как дисперсные частицы, а сам расплав - как микрогетерогенная система, состоящая из дисперсной и дисперсионной фаз. После плавления эвтектического образца система релаксировала к термодинамически устойчивому состоянию однородного раствора, однако, во-первых, этот процесс мог протекать в очень медленном кинетическом режиме, а во-вторых, он мог завершиться установлением метастабильного равновесия между дисперсными частицами и окружающим расплавом. Микрогетерогенным состоянием расплава было названо такое состояние, для которого характерно наличие межфазной поверхности, отделяющей включения от остального расплава. Прямые доказательства существования в эвтектических расплавах дисперсных частиц, обогащенных одним из компонентов, и необратимых изменений структурного состояния расплава при нагреве были получены уже в 1990-х годах У. и М.

Дальборгами при изучении малоуглового рассеяния нейтронов в расплавах простых эвтектик Sn-Pb и Al-Si. В работах Попеля П.С. отмечалась и возможность существования подобных эффектов в системах с куполом макроскопического расслоения расплавов в надликвидусной части диаграммы состояния.

Указанные представления о физической природе микронеоднородностей были основаны на результатах немногочисленных денситометрических и калориметрических опытов, а также анализе термодинамических предпосылок существования метастабильных коллоидных состояний в расплавах с неограниченной смешиваемостью компонентов. Лишь для отдельных сплавов системы Al-Si было прослежено влияние гомогенизации расплава на структуру литого металла. К моменту начала данной работы (1987 год) существовала настоятельная необходимость проведения дополнительных исследований в следующих направлениях:

Эта ситуация и определила цель работы: экспериментальное и теоретическое изучение физической природы микрогетерогенности расплавов эвтектических систем и систем с областью несмешиваемости в жидком состоянии и влияния ее необратимого разрушения на микроструктуру металла после кристаллизации. В качестве объекта исследования были выбраны сплавы на основе простого металла - алюминия

- с различными типами диаграмм состояния.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

Научная новизна

В работе впервые

6. Установлено, что гомогенизация металлической жидкости способствует существенному замедлению процесса макрорасслоения монотектических расплавов систем AI-РЬ и Al-In при понижении температуры и формированию после кристаллизации структуры типа «замороженной эмульсии».

9. На основе представлений теории Френкеля-Эйринга проведен анализ результатов вискозиметрического исследования расплавов простых эвтектик, представленных в экспериментальной части работы. Показано, что гомогенизация металлической жидкости приводит к уменьшению характерного размера дисперсных частиц от величин ~1-7 нм на порядок, что отвечает образованию однородного на атомном уровне раствора.

10. Оценены характерные времена расплавления и последующего растворения частиц различных металлов в расплаве алюминия. Аналитическое решение уравнения диффузии показало, что одной из причин длительного существования неравновесных микрогетерогенных состояний в жидких алюминиевых сплавах может быть аномально медленное растворение фрагментов тугоплавких металлов и их соединений. Численное решение этого же уравнения методом конечных элементов, с одной стороны, подтвердило правильность аналитического решения, а с. другой,- показало возможность длительных релаксационных процессов и для легкоплавких металлов и полуметаллов.

Практическая ценность работы

5. Предложен новый способ выплавки гранулируемых алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, дополнительно легированных цирконием и хромом. Оригинальность способа защищена авторским свидетельством на' изобретение. б.Определенные в работе температуры структурной перестройки промышленных расплавов на основе алюминия использованы в практике производства для:

- повышения жидкотекучести вторичного заэвтектического силумина до уровня первичных сплавов;

Автор защищает

1.Результаты исследования вязкости расплавов Al-Si, Al-Ge, Al-Sn, Al-Fe, Al-Ni, Al-Co, Al-Cr, Al-Sc, Al-Zr, Al-Mg, Al-Mn, Al-Pb, Al-In, Ga-Pb и удельного электросопротивления расплавов Al-Si, Al-Sn, Al-Sc, полученные в режимах нагрева и последующего охлаждения образцов.

2. Температурно-концентрационные границы областей существования микрогетерогенного состояния в системах Al-Si, Al-Ge, Al-Sn, Al-Sc, Al-Mn, Al-In, Ga-Pb и ряде промышленных композиций.

Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

Основные результаты и выводы:

1. Показано, что и в промышленных сплавах на основе алюминия так же, как и в сплавах, синтезированных в лаборатории, отмечается ветвление температурных зависимостей вязкости, полученных при нагреве и последующем охлаждении образцов, сопровождающееся существенными изменениями структуры литого металла. На основе полученных результатов разработаны технологические рекомендации по оптимизации режимов выплавки ряда промышленных сплавов с целью повышения их качества.

2. Установлено, что гомогенизация расплавов лигатур А1-2%8с, РА-2%Ъс, А1-2%№ и А1-Сг даже при малых скоростях охлаждения(~0,1°С/с) при последующем охлаждении и кристаллизации ведет к измельчению интерметаллидов и формированию однородной квазиэвтектической структуры слитка, не вызывая пересыщения твердого раствора на основе алюминия.

3. Установлено, что после разрушения микрогетерогенного состояния расплава промышленной лигатуры А1-2%8с применение высоких скоростей изменения температуры(~103-105оС/с) при последующем охлаждении и кристаллизации приводит к подавлению кристаллизации первичных алюминидов, формированию квазиэвтектической структуры в образцах заэвтектических составов, пересыщению твердого раствора на основе алюминия и превалированию дендритных и сферических форм роста фазовых составляющих.

4. Опыты со сплавом А1-8%Ре с добавками Сг, Ъх и Мо позволили установить, что и некоторые изменения параметров микрогетерогенности, в

-> г сочетании с высокими скоростями охлаждения(~10 -10 °С/с) также дают ощутимые эффекты: с увеличением скорости охлаждения и температуры нагрева расплава наблюдается переход от гранных к дендритным и сферолитным формам роста, подавляется кристаллизация первичных алюминидов и формируется квазиэвтектическая структура.

5. Показано, что при изменении дисперсности кристаллов эвтектического кремния в доэвтектических силуминах AJI4 и AJI9 достоверно изменяются температурные зависимости вязкости полученных из них расплавов.

6. На примере лигатуры Al-50%Sn показано, что гомогенизация расплава является эффективным способом уменьшения склонности слитка к расслоению при прокатке с водяным охлаждением. Выработаны и внедрены в производство технологические рекомендации по оптимизации режима выплавки лигатуры Al-50%Sn в Верхне-Салдинском металлургическом производственном объединении.

7. Изучено влияние термообработки расплавов AJI4 и AJI9 системы Al-Si, предусматривающей нагрев металлической жидкости выше точки ветвления температурных зависимостей ее свойств, на механические свойства литого металла. Результаты исследования использованы для улучшения пластических характеристик сложных крупногабаритных отливок из сплавов AJI4 и АЛ9 в условиях ПО «Уральский турбомоторный завод».

8. Определены температуры ветвления температурных зависимостей вязкости расплава 2124 системы Al-Cu и изучено влияние перегрева металлической жидкости выше указанных температур на микроструктуру литого металла при различных способах легирования марганцем. На основе исследований выработаны и внедрены в производство рекомендации по совершенствованию технологии производства плит из сплава 2124 в условиях ОАО «Каменск-Уральский металлургический завод».

9. Предложен новый способ выплавки гранулируемых алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu, дополнительно легированных цирконием и хромом, обеспечивающий стабильные и более высокие механические свойства после термической обработки в твердом состоянии. Получено авторское свидетельство на изобретение № 1630138(ДСП).

10. Показано, что перегрев расплава вторичного доэвтектического силумина А1-(6,3-7,0)%Si-(l,0-1,2%)Fe-(0,18-0,35)%Си-(0,21-0,37)%Мп-(0,27-0,40)Mg-0,20%Ti+Cr до температуры 1050°С, при которой происходят перестройки его структуры, повышает его жидкотекучесть до уровня первичных сплавов. Предложенная технология успешно испытана в исследовательском центре корпорации General Мо1:ог8(Детройт, США), что позволило решить глобальную технологическую задачу — повысить литейные свойства вторичных силуминов до уровня первичных.

Заключение

Таким образом, в данной работе проведено систематическое экспериментальное и теоретическое изучение физической природы микрогетерогенности наследственного характера в расплавах эвтектических и монотектических систем на основе алюминия и влияния ее необратимого разрушения на микроструктуру литого металла. Основными методами исследования структурного состояния расплава выбраны измерения его вязкости и электросопротивления.

Условия возникновения и разрушения микрогетерогенных состояний изучены в жидких металлических растворах с различными типами диаграмм состояния: простых эвтектиках Al-Si, Al-Ge, Al-Sn, эвтектиках с химическими соединениями Al-Fe, Al-Co, Al-Sc, Al-Mn и монотектиках Al-Pb, Al-In, Ga-Pb. По результатам измерений вязкости и электросопротивления построены области существования метастабильной микрогетерогенности на диаграммах состояния данных систем.

Впервые при низких скоростях охлаждения (~1-10°С/с), характерных для большинства литейных процессов, систематически изучено влияние необратимого разрушения микрогетерогенного состояния расплава на морфологические особенности структуры слитков. Установлено, что в результате такого разрушения и последующего охлаждения и кристаллизации:

- в простых эвтектиках эвтектическая точка смещается в область больших концентраций второго компонента, в образцах заэвтектических составов появляется квазиэвтектическая структура, измельчаются первичные кристаллы, входящие в состав фаз эвтектики; наблюдается переход от пластинчатой к сферической форме роста;

- для сплавов эвтектического типа с химическими соединениями происходит укрупнение зерна, появляются дендритные формы роста a-твердого раствора и увеличивается дисперсность структуры эвтектики; для монотектических систем - уменьшается тенденция к макрорасслоению, наблюдается вытеснение более легкоплавкой фазы на поверхность слитка и формирование сплошной пленки постоянной толщины.

В результате исследования монотектики А1-1п решена задача получения псевдосплавов принципиально новым способом, оригинальность которого закреплена авторским свидетельством на изобретение.

Впервые систематически изучена возможность регулирования температур гомогенизации микрогетерогенных расплавов эвтектических и монотектических систем путем введения присадок, снижающих межфазное натяжение на границах дисперсных частиц. Установлена существенная зависимость температуры гомогенизации расплава не только от вида поверхностно-активного вещества, но и от его концентрации. Приведенные результаты свидетельствуют о том, что в ряде случаев оптимальный выбор дополнительных компонентов и их концентрации обеспечивает значительное снижение температуры гомогенизации.

Результаты аналитической и численной оценки времени растворения твердых металлов в расплаве алюминия свидетельствуют о возможности длительных релаксационных процессов. В рамках представлений классической термодинамики неоднородных систем показано, что в ходе растворения может наступить состояние метастабильного равновесия дисперсной частицы и окружающего расплава. Разрушение микрогетерогенного состояния расплава в этом случае наступает при нагреве до определенных температур или ином энергетическом воздействии. В отдельных случаях, как показывает применение теории абсолютных скоростей реакций, могут быть реализованы условия самопроизвольного диспергирования микронеоднородностей.

Существенные результаты получены в экспериментах с промышленными расплавами на основе алюминия. В частности показано, что разрушением микрогетерогенного состояния расплава в сочетании с применением высоких скоростей охлаждения (~103-105оС/с) приводит к подавлению кристаллизации первичных алюминидов, формированию квазиэвтектической структуры в образцах заэвтектических составов, пересыщению твердого раствора на основе алюминия и превалированию дендритных и сферических форм роста фазовых составляющих.

Более низкие перегревы металлической жидкости, при которых происходят лишь некоторые изменения параметров микрогетерогенности, в

3 5 сочетании с высокими скоростями охлаждения (—10 -10 °С/с) также дают ощутимые эффекты - подавляется первичная кристаллизация алюминидов и формируется квазиэвтектическая структура.

Экспериментально установлено, что гомогенизация расплава является эффективным способом повышения литейных свойств расплава, коррозионной стойкости и механических свойств литого металла. В частности, данная термообработка сопровождается повышением пластичности при одновременном росте прочности. Авторским свидетельством на изобретение закреплен новый способ ступенчатой термообработки расплава. Данный способ предусматривает перегрев тугоплавкой основы сплава до температуры структурной перестройки расплава и присадку летучих компонентов после охлаждения этой основы.

Таким образом, развиваемое автором представление о метастабильной и неравновесной микрогетерогенности концентрированных растворов, позволило с единых позиций подойти к анализу микрорасслоения расплавов эвтектических и монотектических систем, связи строения и свойств жидкого и твердого металла и предложить новые способы воздействия на структурное состояние металлической жидкости, обеспечивающее улучшение служебных характеристик металла после затвердевания. Совокупность опытных фактов и их обобщение можно рассматривать существенный вклад в развитие направления в области физической химии: «Исследование метастабильных и неравновесных микрогетерогенных состояний жидких металлических растворов и влияния их разрушения на морфологические особенности кристаллической структуры, формирующейся при затвердевании». Это направление представляется актуальным и перспективным.

В частности, целесообразно в дальнейшем продолжить экспериментальное исследование взаимодействия твердых и жидких металлов. Получение достоверных данных о скорости растворения твердых металлов в металлических расплавах, условиях их самопроизвольного и квазисамопроизвольного диспергирования может существенно продвинуть вперед изучение релаксационных процессов при образовании сплавов.

Еще одно направление исследований, представляющееся перспективным — получение нанокристаллических материалов при относительно невысоких скоростях охлаждения с помощью гомогенизирующей термообработки расплава. Изучение микроструктуры и механических, теплофизических свойств компактных нанокристаллических материалов, полученных таким способом, представляет самостоятельный интерес. Изучение влияния дисперсности микрогетерогенных расплавов на структуру и свойства аморфизирующихся сплавов, образующихся при их закалке, позволит определить оптимальный режим термообработки расплава для получения аморфных структур.

Плодотворным представляется дальнейшее исследование связи структурного состояния металлических расплавов и механических свойств литых изделий. Оптимизация режима термообработки жидкого металла является важнейшим резервом повышения качества металлопродукции.

Список источников диссертации и автореферата по химии, доктора физико-математических наук, Чикова, Ольга Анатольевна, Екатеринбург

1. Баум Б.А. Металлические жидкости. М.: Наука. 1979. 135 с.

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

3. Данилов В.И. Строение и кристаллизация жидкостей. Киев: Изд-во АН УССР. 1956. 568с.

4. Ершов Г.С., Позняк JI.A. Микронеоднородность металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1985. 212 с.

5. Вертман A.A., Самарин A.M. Свойства расплавов железа. М.Наука. 1969. 217 с.

6. Вилсон Д.Р. Структура жидких металлов и сплавов. М.:Металлургия. 1972. 247 с.

7. Арсентьев П.П., Коледов JI.A. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия. 1976. 375 с.

8. Белащенко Д.К. Явления переноса в жидких металлах и полупроводниках. М.: Атомиздат. 1970. 397 с.

9. Уббелоде А. Расплавленное состояние вещества. М.: Металлургия. 1982. 375 с.

10. Ю.Регель А.Р., Глазов В.М. Закономерности формирования структуры электронных расплавов. М.: Наука. 1982. 320с.11 .Ватолин H.A., Пастухов Э.А. Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов. М.: Наука. 1980. 189с.

11. Дутчак Я.И. Рентгенография жидких металлов. Львов: Вища школа. 1977. 162 с.

12. Скрышевский А.Ф. Структурный анализ жидкостей. М.: Высшая школа, 1971.256 с.

13. Регель А.Р., Глазов В.М. Периодический закон и физические свойства электронных расплавов. М.: Наука. 1978. 307 с.

14. Баталии Г.И., Белобородова Е.А., Казимиров В.П. Термодинамика и строение жидких сплавов на основе алюминия. М.: Металлургия. 1983.159 с.

15. Уббелоде А. Плавление и кристаллическая структура. М.:Мир.1969. 420 с.

16. Еланский Т.Н., Еланский Д.Г. Строение и свойства металлических расплавов. М.:МГВМИ. 2006. 228 с.

17. Свойства металлических расплавов: Сборник /B.C. Цепелев, В.В. Конашков, Б.А. Баум, Г.В. Тягунов, Е.Е. Барышев. В 2-х ч. Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2008. ч. 1.358с.

18. Свойства металлических расплавов: Сборник /B.C. Цепелев, В.В. Конашков, Б.А. Баум, Г.В. Тягунов, Е.Е. Барышев.// В 2-х ч. Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 2008. ч. 2. 383 с.

19. Никитин В.И. , Никитин К.В. Наследственность в литых сплавах. М.Машиностроение-1. 2005.476 с.

20. Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов. Владимир: Владимирский гос.ун-т. 2000. 260 с.

21. Бродова И.Г., Попель П.С., Барбин Н.М., Ватолин H.A. Исходные расплавы как основа формирования структуры и свойств алюминиевых сплавов. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 369 с.

22. Попель П.С. Коллоидная и примесная микронеоднородность жидких металлических растворов. Диссертация доктора физ.-мат. наук. Свердловск. 1988.387 с.

23. Бродова И.Г. Особенности кристаллизации алюминиевых сплавов в зависимости от состояния их расплавов. Автореферат диссертации на соискание уч.степени доктора тех. наук. Екатеринбург. 1995. 39 с.

24. Изв. АН СССР. Металлургия и топливо. 1960. №6

25. Изв. АН СССР. Металлургия и топливо. 1961. №3

26. Изв. Вузов. Черная металлургия. 1985. №5

27. Конашков В. В., Цепелев B.C., Баум Б.А. и др. Особенности вязкого течения жидких сплавов кобальта с бором // Расплавы. 2003. № 3. С.9-13.

28. Конашков В.В., Цепелев B.C., Тягунов Г.В. и др. Вязкость аморфизующихся расплавов на основе кобальта.// Расплавы. 2004. №5. С. 7891.

29. Ладьянов В.И., Бельтюков А.Л., Камаева Л.В. и др. О структурном переходе и временной нестабильности в жидком кобальте // Расплавы. №1. 2003. С. 32-39.

30. Ладьянов В.И., Бельтюков А.Л., Шишмарин А.И. Температурные и концентрационные зависимости вязкости расплавов системы Fe-B // Расплавы. 2004. №4. С. 34-40.

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

32. Попель П.С. Метастабильная микрогетерогенность расплавов в системах с эвтектикой и монотектикой и ее влияние на структуру сплава после затвердевания // Расплавы. 2005. №1. С.22-49.

33. Чикова O.A. Флуктуационный свободный объем как характеристика структрного состояния металлической жидкости// Расплавы. 2008. №9. С.65-76.

34. Чикова O.A. Самопроизвольное диспергирование в процессах сплавообразования как причина микрорасслоения металлических расплавов //Расплавы. 2008. №9. С.54-64.

35. Клячко Ю.А. Опыт коллоидно-химического исследования металлов. М.: Изд-во Академии им. К.Е. Ворошилова. 1935. 92 с.

36. Бунин К.В. К вопросу о строении металлических эвтектических расплавов //Изв. АН СССР. ОТН.1946. № 2. С. 305-311.

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

38. Залкин В.М. Природа эвтектических сплавов и эффект контактного плавления. М.: Металлургия. 1987. 157 с.

39. Гайбулаев Ф., Регель А.Ф. Особенности температурных зависимостей удельного электросопротивления жидких эвтектических систем //ЖФХ. 1957.Т.27. Вып. 9.С. 1996-2005.

40. Никонова В.В., Бартенев Г.М. Некоторые особенности диаграмм состояния бинарных сплавов эвтектического типа в связи со строением жидких эвтектик//Изв. АН СССР. Серия ОТН: Металлургия и топливо. 1961. №3. С.131-137.

41. Вертман A.A., Самарин A.M., Туровский Б.М. Строение жидких сплавов системы железо-углерод. Изв. АН СССР. ОТН.гМеталлургия и топливо. 1960. №6. С. 123-129.

42. Вертман A.A. Микрогетерогенность металлических расплавов и проблема регулирования свойств отливок // Физ. и хим. обработки материалов. 1967. №3. С.132-141.

43. Белащенко Д.К. О строении жидких эвтектик // ЖФХ. 1965.Т.39. № 6. С. 1331-1337.

44. Калашников Е.В. О состоянии бинарной жидкой системы, имеющей точку эвтектики //ЖФХ. 1981.Т.55. Вып.6. С.1416-1425.

45. Калашников Е.В. Концентрационная неустойчивость жидкого состояния бинарных металлических и полупроводниковых систем (эвтектические идругие системы). Ленинград. Препринт 1360. АН СССР. Физико-технический ин-т им. А.Ф. Иоффе. 60 с.

46. Калашников Е.В. Термодинамически неустойчивые состояния в эвтектических системах // ЖТФ. 1997. Т. 67.№4. С. 7-12.

47. О происхождении микрорасслоения сплавов Sn-Pb в жидком состоянии./ Попель П.С., Преснякова Е.Л., Павлов В.А. и др.// Изв. АН СССР. Металлы. 1985. №2. С.53-56.

48. Попель П.С. Фазовый переход или распад метастабильных агрегатов?// Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. № 5. С.34-41.

49. Необратимые изменения плотности расплавов Al-Si при высоких температурах /Попель П.С., Демина Е.Л., Архангельский Е.Л. и др.// Теплофиз. выс. темп. 1987. Т.25. № 3. С.487-491.

50. Физика простых жидкостей. В 2т. Т.2./Под ред. Г. Темперли. М.:Мир. 1973.400 с.

51. Романова A.B. Структура металлических расплавов. В кн. Структура реальных металлов. Киев: Изд-во АН УССР. 1988. С.204-235.

52. Исследования жидких сплавов Al-Si. 1.Доэвтектический и эвтектический расплавы /Пригунова А.Г., Мазур В.И., Таран Ю.Н. и др.//Металлофизика. 1983. т.5. № 1. С.88-95.

53. Исследования жидких сплавов Al-Si. 2.3аэвтектические расплавы/ Пригунова А.Г., Мазур В.И., Таран Ю.Н. и др.// Металлофизика. 1983. т.5. № 3. С.54-58.

54. Ватолин H.A., Пастухов Э.А., Сермягин В.Н. Влияние ближнего порядка жидких сплавов Al-Si и Al-Mg на структуру и свойства в кристаллическом состоянии // Легкие и жаропрочные сплавы и их обработка. М.: Наука. 1986. С. 134-142.

55. Демина Е.Л.Закономерности микрорасслоения эвтектических расплавов Sn-Pb и Al-Si. Диссертация канд.физ.мат.наук. Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова. 1987. 180 с.

56. Попель С.И., Спиридонов М.А., Жукова JI.A. Атомное упорядочение в расплавленных и аморфных металлах по данным электронографии. Екатеринбург: УГТУ-УПИ. 1997.384 с.

57. Жукова JI.A., Попель С.И. Электронографическое исследование строения расплавов. ЖФХ. 1982. т.56. №11. С. 2702-2706.

58. Вертман A.A., Самарин A.M., Якобсон A.M. О строении жидких эвтектик //Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо. 1960. №3. С.17-21.

59. Kumar R., Sivaramakrishnan C.S. Stability of liquid Pb-Cd systems//J. Mater. Sei. 1969. Vol.4, No.5. P.383-388.

60. Kumar R., Sivaramakrishnan C.S. Structure and stability of Pb-Sb liquid alloys//J. Mater. Sei. 1969. Vol.4, No.5. P. 383-388.

61. Kumar R., Sivaramakrishnan C.S. Structure and stability of liquid aluminium-zinc alloys//J. Mater. Sei. 1969. Vol.4, No.l 1.P. 1008-1011.

62. Вертман A.A., Измайлов B.A., Самарин A.M. Центрифугирование силуминов в жидком состоянии//ДАН СССР. 1970. т. 190. №2. С. 124-135.

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

64. Химическая и структурная неоднородность в жидких металлических сплавах/ Гаврилин И.В., Шаршин В.Н., Тихонов Н.П.//Изв. АН СССР. Металлы. 1988. №4. С.44-50.

65. Глазов В.М., Ким С.Г. Исследование расслоения расплавов акустическим методом. //ДАН СССР. 1985.Т.282. №5. С. 1170-1173.

66. Hoehler J., Steeb S. Struckturb von Aluminium-Indium-Schmelzen mittels Röntgen-weitwinkelbeugung. //Z. Naturforsch. 1975. 30a, №6-7. S. 771-783.

67. Hoehler J., Steeb S. Nachweis von Inhomogenitäten bzw. Kozentrationsfluktuationen in Schmelzen des Systems Al-In mittels Röntgen-Kleinwinkelstreung. // Z. Naturforsch. 1975. 30a, №6-7. S.784-788.

68. Zaiss W., Steeb S., Bauer G. Structure of molten Bi-Cu alloys by means of cold neutron saturating in the region of small momentum transfer. //Phys. Chem. Liq. 1976. Vol. 6. №1. P. 21-41.

69. Huijben M.J., Van Lugt W., Reimert W.A. Investigation on the structure of liquid Na-Cs alloys // Physika B+C. 1979. Vol. 97, No. 4. P. 338-364.

70. Bellisent-Funel M.-C., Roth M., Desre P. Small-angle neutron scattering on liquid Ag-Ge alloys // J. Phys. F: Metal Phys. 1979. Vol. 9, No. 6. P. 997-1006.

71. Белащенко Д.К. Вязкие и электрические свойства жидких бинарных сплавов и их связь со структурой жидкости // Журнал физической химии. 1957. Т. 117, № 1.С. 98-101.

72. Готгильф Т.Л., Любимов А.П. Исследование явления гистерезиса вязкости в расплавах системы таллий-висмут // Известия вузов. Цветная металлургия. 1965. № 6. С. 128-132.

73. Chipman J. Incomplete mixing in the deoxidation of steel // Trans. Metallurg. Soc. AIME. 1962. Vol. 224, No. 6. P. 1288-1289.

74. Попель П.С., Баум Б.А., Косилов H.C. Межфазные явления при смешении металлических расплавов // Адгезия расплавов и пайка материалов. Киев: Наукова думка, 1982. Вып. 9. С. 8-10.

75. Залкин В.М. О двух теориях начальной стадии контактного плавления. Расплавы. 2004. №2. С. 93-95.

76. Залкин В.М. О микрогетерогенном строении эвтектических сплавов (растворов) в жидком состоянии// ЖФХ. 2005. т.79. №4. С.763-765

77. Островский O.A., Григорян В.А., Вишкарев А.Ф. Свойства металлических расплавов. М.: Металлургия. 1988. 304 с.

78. Григорович В.К. Строение жидких сплавов в связи с диаграммами состояния // Известия АН СССР. Металлургия и топливо. 1961. № 3. С. 124129.

79. Френкель Я.И. Статистическая физика. М.: Изд-во АН СССР. 1948. 760 с.

80. Морохов Д.И., Трусов Л.И., Лаповок В.Н. Физические явления в ультрадисперсных средах. М.: Энергоатомиздат. 1984. 224 с.

81. Моделирование седиментационной диффузии в алюминиевых расплавах // Таран Ю.Н., Офенгенден A.A., Петров С.С. и др.// Докл. АН СССР. 1989. Т. 305. № 2. С. 393-396.

82. Белащенко Д.К. Кинетические свойства жидких металлических сплавов// Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо. 1960. № 6. С.89-93.

83. Чикова O.A. Микрорасслоение расплавов на основе алюминия и его влияние на структуру литого металла Дис. канд. физ.-мат. наук. Свердловск: УПИ им. С.М.Кирова. 1990. 205 с.

84. Попель П.С., Манов В.П., Манухин А.Б. Влияние состояния расплава на строение пленок Sn-Pb после кристаллизации // Доклады АН СССР. 1985. Т. 281. № 1.С. 107-109.

85. Область существования метастабильной квазиэвтектической структуры в системе Sn-Pb / Попель П.С., Преснякова E.JL, Павлов В.А., Архангельский Е.Л. // Известия АН СССР. Металлы. 1985. № 4. С. 198-201.

86. Плотность и удельное электросопротивление расплавов Sn-Pb в гомогенном и микрорасслоенном состояниях / Попель П.С., Демина Е.Л., Архангельский Е.Л. и др. // Известия АН СССР. Металлы. 1987. № 3. С. 5259.

87. О природе микрорасслоения эвтектических расплавов Pb-Sn / Попель П.С., реснякова Е.Л., Архангельский Е.Л. и др.//Тез. науч. сообщ. У Всесоюз. конф. по строению и свойствам мет. и шлаковых расплавов. Свердловск: УНЦ АН СССР. ч.2. 1983. с.360-362.

88. Демина Е.Л., Попель П.С., Архангельский Е.Л. Исследование микрорасслоения жидкой эвтектики Al-Si //Физ. свойства сплавов переходных металлов: Тез. Докл. Юбилейной конф. каф. физики УПИ. Свердловск: УПИ. 1985. С. 18.

89. Необратимые изменения плотности расплавов Al-Si при высоких температурах. /Попель П.С., Демина Е.Л., Архангельский Е.Л. и др. //Теплофиз. Выс. Темпер. 1987. т.25. №3. С. 487-491.

90. Демина Е.Л., Демин С.Е., Попель П.С. Энтальпии образования жидких бинарных сплавов свинца с оловом. //Тез. Доладов У Всесоюз. Сов. По термодинамике мет сплавов. М.: ЦНИИЧМ, 1985. С. 16

91. Энтальпии образования жидких бинарных сплавов алюминия с кремнием / Есин Ю.О., Демина Е.Л., Демин С.Е., Попель П.С.// ЖФХ. 1986. т.60. № 7. С.1791-1793.

92. Попель П.С., Баум Б.А. Термодинамический анализ одной из причин металлургической наследственности // Известия АН СССР. Металлы. 1986. №5. С.47-51.

93. Попель П.С., Демина Е.Л. Анализ процесса взаимного растворения жидкостей с ограниченной смешиваемостью // Журнал физической химии. 1986. Т. 60. № 7. С. 1602-1606.

94. Tanzilli R.A., Heckel R.W. Numerical Solutions to the Finite,Diffusion-Controlled, Two-Phase,Moving-Interface Problem(with Planar, Cylindrical and Spherical Interfaces) //Tr.met. sol.AIME. v. 242. P. 2313-2321.

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

96. Райченко А.И. Математическая теория диффузии в приложениях. Киев.: Наукова думка. 1981. 398 с.

97. Любов Б.Я. Диффузионные изменения дефектной структуры твердых тел М.: Металлургия. 1985. 207 с.

98. Любов Б.Я. Диффузионные процессы в неоднородных твердых средах. М.: Наука. 1981.289 с.

99. Райченко А.И. Диффузионные расчеты для порошковых смесей. Киев.: Наукова думка. 1969. 102 с.

100. Любов Б.Я. Теория кристаллизации в больших объемах М.: Наука. 1975. 159 с.

101. Любов Б.Я. Кинетическая теория фазовых превращений. М.: Металлургия. 1969. 264 с.

102. Сотников А.И. Скорость диффузионного растворения твердых частиц в металлических расплавах. //Расплавы. 1991. №2с. 110-112.

103. Классен Н.И., Замятин В.М., Баум Б.А. Кинетика изотермической гомогенизации расплавов с тугоплавкими включениями // В кн.: Физикохимические исследования металлургических процессов. Межвуз. Сб. науч. тр. Свердловск. 1990. С. 132-135.

104. Роль кинетики растворения интерметаллидов при легировании алюминиевых расплавов титаном // Поленц И.В., Бродова И.Г., Башлыков Д.В. и др. //Расплавы. 1995. С.23-31.

105. Еременко В.Н., Натанзон Я.В. Кинетика растворения металлов в металлических расплавах в условиях внешней задачи. Обзор. //Порошковая металлургия. 1970. №8. С.39-54.

106. Еременко В.Н., Натанзон Я.В., Дыбков В.И. Физико-химические процессы на границе раздела твердый металл-металлический расплав //Изв. АН СССР. Металлы. №5. 1973. С.3-9.

107. Левич В.П. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматиздат. 1959. 699 с.

108. Физическая химия неорганических материалов: В 3 т. / Под общ. ред. Еременко В.Н. Киев: Наукова думка, 1988.//Т.З: Физическая химия взаимодействия жидких металлов с материалами / Еременко В.Н., Лесник Н.Д., Листовничий В.Е. и др. 1988. 192 с.

109. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика: Избранные труды. М.: Наука, 1979. 384 с.

110. Лихтман В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика материалов. М.: Изд-во АН СССР. 1962. 303 с.

111. Перцов A.B. Исследование процессов диспергирования в условиях сильного снижения свободной межфазной энергии. Диссертация канд.хим.наук. Москва: МГУ. 1967. 149 с.

112. Перцов A.B. Самопроизвольное диспергирование и его роль в геологических процессах.// Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. Вып. 13. Киев: Наукова думка. 1982. С. 35-42.

113. Перцов A.B. Квазисамопроизвольное диспергирование твердых тел.// Коллоидный журнал. 2005. т.67. №4. С.508-517.

114. Барбой В.М., Глазман Ю.М., Фукс Г.И. О природе агрегативной устойчивости коллоидных растворов. Условия существования термодинамически равновесных двухфазных дисперсных систем // Коллоидный журнал. 1970. Т. 32. № 3. С. 321-326.

115. Салли И.В. Кристаллизация сплавов. Киев: Наукова думка. 1974. 239 с.

116. Найдич Ю.В., Перевертайло В.М., Григоренко Н.Ф. Капиллярные явления в процессах роста и плавления кристаллов. Киев: Наукова думка. 1983. 100 с.

117. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. Киев: Наукова думка. 1972. 196 с.

118. Еременко В.Н., Найдич Ю.В., Лавриенко И.А. Спекание в присутствие жидкой металлической фазы. Киев: Наукова думка. 1968. 123 с.

119. Бабак В.Г. Термодинамика свободных и взаимодействующих искривленных межфазных поверхностей в жидких пленках //Успехи химии, т. 62. № 8. 1993. с.747-773.

120. Бабак В.Г. Физикохимия микроскопических жидких пленок, стабилизированных полимерами. В 2-х ч. 4.1. Свердловск: Изд-во Уральского гос. ун-та. 1988. 172 с.

121. Бабак В.Г. Коллоидная химия в технологии микрокапсулирования. Свердловск: Изд-во Уральского гос. ун-та. 1991.171 с.

122. Миссол В. Поверхностная энергия раздела фаз в металлах. М.: Металлургия. 1978. 176 с.

123. Влияние структурного состояния расплавов на кристаллизацию силуминов /Попель П.С. Никитин В.И., Бродова И.Г. и др.//Расплавы. 1987.Т.1. вып.З. С.31-35.

124. Морфологические особенности структуры и свойств заэвтектического силумина./Бродова И.Г., Попель П.С., Есин В.О. и др. //ФММ. 1988. т.65. вып.4. С.1149-1154.

125. Условия формирования метастабильных фаз при кристаллизации сплавов Al-Zr// Бродова И.Г., Замятин В.М., Попель П.С. и др.// Расплавы. 1988. №6. С.23-27.

126. Горунов В.Г., Паршина В.Д., Пупынин В.П. и др. Структура и свойства сплавов алюминий-свинец, полученных с помощью ультразвука и модифицированных натрием //МИТОМ. 1974. №2. С.38-41.

127. Добаткин В.И., Елагин В.И., Мудренко Г.А., Сизова P.M. Структура сплавов монотектических систем при быстром охлаждении расплавов. АН СССР. Металлы. 1979. №1. с. 105-111.

128. Иванов И.И., Земсков B.C., Кубасов В.К. и др. Плавление, кристаллизация и формообразование в невесомости. М.: Наука. 1979. 255 с.

129. Сплавы на основе систем с ограниченной растворимостью в жидком состоянии (теория, технология, структура и свойства). Монография. М.: Интерконтакт наука. 2002. 372 с.

130. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Металлургия. 1979. 640 с.

131. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В Зт.: T.l/Под общ. ред. Н.П. Лякишева. М.Машиностроение. 1996. 992 с.

132. Ватолин H.A., Денисов В.М., Керн Э.М. и др. Строение и свойства германиевых металлических расплавов. М.: Наука. 1987. 141 с.

133. Измайлов В.А. Строение эвтектических сплавов с отрицательной энергией смешения // Тр. XVI совещ. По теории литейных процессов «Свойства расплавленных металлов». М.: Наука. 1974. С.21-24.

134. Корчагин А.И., Александров К.С. Смешиваемость насыщенных жидкометаллических растворов. 1.Феноменологический анализ линий ликвидус в простых бинарных системах. Препринт № 213Ф.Красноярск. Ин-т физики СО АН СССР. 1982. 39 с.

135. Дриц М.Е., Каданер М.С., Добаткина Т.В. О характере взаимодействия скандия с алюминием в богатой алюминием части диаграммы состояния системы Al-Sc// Изв. АН СССР. Металлы. 1974. № 4. С.213.

136. Алюминий. Свойства и физическое материаловедение. / Под ред. Дж. Хэтча. М.: Металлургия. 1989. 424 с.

137. Ларионов Г.В. Вторичный алюминий. М.: Металлургия. 1967. 271 с.

138. Промышленные алюминиевые сплавы/С.Г. Алиева, М.Б. Альтман, С.М. Амбарцумян и др.// М.: Металлургия. 1984.528 с.

139. Денисов В.М., Пингин В.В., Антонова Л.Т. и др. Алюминий и его сплавы в жидком состоянии. Екатеринбург: УрО РАН. 2005.266 с. 145.3олотаревский B.C., Белов H.A. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. М.: МИСиС. 2005. 376 с.

140. Курнаков Н.С. Избранные труды: Т. 1. М.: Изд. АН СССР, 1960. 595 с.

141. Бачинский А.И. Избранные труды. М.: Изд-во АН СССР. 1960. 276 с.

142. Глазов В.М., Вобст М., Тимошенко В.И. Методы исследования свойств жидких металлов и полупроводников. М.: Металлургия. 1989. 384 с.

143. Глазов В.М., Чижевская С.Н., Глагоева H.H. Жидкие полупроводники. М.:Наука. 1967. 244 с.

144. Регель А.Р., Глазов В.М. Физические свойства электронных расплавов. М.:Наука. 1980. 268 с.

145. Бибик Е.Е. Реология дисперсных систем. Ленинград: Изд-во ЛГУ. 1981. 172 с.

146. Хаппель Дж., Бреннер Г. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. Москва: Мир. 1976. 630 с.

147. Урьев Н.П. Высококонцентрированнные дисперсные системы. М.: Химия. 1980.149 с.

148. Фриш Г.М., Семха Р. Реология: теория и приложения. М.: Изд-во Иностр. лит. 1962. 612 с.

149. Coy С. Гидродинамика многофазных систем. М.: Мир. 1971. 536 с.

150. Наука о коллоидах. Под ред. Г.Р. Кройта. М.: Изд-во иностр. лит. 1955. 538 с.

151. Глазов В.М. Тимошенко В.И. Анализ явления послеплавления в расплавах полупроводников на основе кластерной модели//ЖФХ. Т.55. 1981. №6. С. 1448-1452.

152. Морозов A.A. Технологические свойства и строение титанатных расплавов. Цветные металлы. №8. 2002. с.60-63.

153. Баталин Г.И., Хаконов А.И. Определение и расчет электрического сопротивления жидких металлических растворов на основе алюминия.//ФММ. Т.29. 1970. в.1. С.113-117.

154. Швидковский Е.Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов. М.: Гостехиздат. 1955. 208 с.

155. Вертман A.A., Самарин A.M. Методы исследования свойств металлических расплавов. М.: Наука, 1969, 197 с.

156. Вязкость жидких металлов /Э.Э. Шпильрайн, В.А. Фомин, С.Н. Сковородько, Г.Ф. Сокол//М.:Наука. 1983. 243 с.

157. Линчевский Б.В. Техника металлургического эксперимента. М.: Металлургия. 1992. 240 с.

158. Замяткин В.В., Полякова К.И., Дунаева Э.Л. Расчет вязкости металлических расплавов // Изв. вузов. Чёрная металлургия. 1984. № 9. С. 147.

159. Регель А.Р. Безэлектродный метод измерения электропроводности и возможность его применения для задач физико-химического анализа // Журнал неорганической химии. 1956. Т.1, вып. 6. С. 1271-1277.

160. Регель А.Р. Измерение электропроводности металлов во вращающем магнитном поле //ЖФХ. 1948. т. 18. №6. С. 1511 -1520.

161. Воронков В.В., Иванова И.И., Туровский Б.М. О применении метода вращающегося магнитного поля для измерения электропроводности расплавов //Магнитная гидродинамика. 1973. №2. С.147-149.

162. Зиновьев В.Е. Кинетические свойства металлов при высоких температурах. Справочник. М.: Металлургия. 1984. 200 с.

163. Физико-химические методы исследования металлургических процессов. М.:Металлургия. 1988. 511 с.

164. Бескачко В.П. Математическое моделирование экспериментов по измерению физико-химических свойств жидких металлов. Диссертация д.физ.-мат.н., Челябинск. 1995. 214 с.

165. Об отсутствии полиморфных превращений в жидком алюминии и его сплавах/ Арсентьев П.П., Рыжонков Д.И., Полякова К.И., Аникин Ю.А.//Литейное производство. 1987. № 3. С.9-10.

166. Каплун А.Б. О причинах аномалий физических свойств металлических расплавов// Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. №7. С.30-35.

167. Иващенко Ю.Н., Богатыренко, Еременко В.Н. Поверхностное натяжение и плотность расплавов системы Ag-Al // Поверхностные явления в расплавах и процессах порошковой металлургии. Киев: АН СССР. 1963. С. 133-137.

168. Методические особенности измерения вязкости жидкого алюминия/Кушнир М.Н., Попель П.С., Махнев Е.С., Мушников В.С.//Тез. докл. 3 Всесоюзной конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов. 4.2. Свердловск. 1978. С. 418-423.

169. О структурных превращениях в жидком алюминии./Базин Ю.А., Замятин В.М., Насыйров Я.А., Емельянов A.B.// Изв. Вузов. Черная металлургия. 1985. №5. С. 28-33.

170. Транспортные свойства металлических и шлаковых расплавов. Справочное издание./Б.М. Лепинских, A.A. Белоусов, С.Г.Бахвалов и др.// Под ред. H.A. Ватолина. М.Металлургия. 1995. 649 с.

171. Свойства элементов: Справочное изд. В 2-х кн. Кн. l./Под ред. Дрица М.Е. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003. 448 с.

172. Зиновьев В.Е. Теплофизичеекие свойства металлов при высоких температурах. Справоч. изд. М.: Металлургия. 1989. 384 с.

173. Рожицина Е.В., Чикова O.A., Попель П.С. Вязкость расплавов Al-Fe. //В сб. «Физические свойства металлов и сплавов» Изд-во УГТУ-УПИ. 1999. С. 110-115.

174. Структурные исследования быстрозакристаллизованных Al-Sc сплавов./ Бродова И.Г., Поленц И.В., Коржавина (Чикова) O.A. и др.//Расплавы. 1990. №5. С.73-79.

175. Матвеев В.М., Чикова O.A., Попель П.С. Влияние присадок Mg, Gd, Zn, Cd, Zr, Sc, B, Ti и Mn на термическую устойчивость микрогетерогенного состояния расплавов Al-5.4aT.%Sn//Расплавы. 1995. №2. С.82-86.

176. Recommended reference material for realization of physicochemical properties /Ed. By Herington E.F.G. // J. Chem. Thermod. 1969. №1. P.589-596.

177. Мирошниченко И.С. Закалка из жидкого состояния. M.: Металлургия. 1982.167 с.

178. Вязкость и электросопротивление расплавов Al-Si и влияние их структурного состояния на строение литого металла / Коржавина (Чикова) О. А., Попель П.С., Бродова И.Г. и др.// Расплавы. 1991. № 1. С. 10-17.

179. Коржавина (Чикова) О. А., Попель П. С., Б. П. Домашников Б. П. Область существования метастабильной коллоидной микронеоднородности в расплавах системы Al-Ge // Изв. АН СССР. Неорганич. материалы. 1991.Т. 27. № 1.С. 1424-1427.

180. Гагина Н.И., Захаров A.M. Диаграммы состояния металлических систем. Вып.29. М.:ВИНИТИ. 1985.

181. Попель П. С., Коржавина (Чикова) О. А. Область существования метастабильной микрогетерогенности в расплавах Al-Sn // Журнал физической химии. 1989. Т. 63, вып. 3. С. 838-841.

182. Коржавина (Чикова) О. А., Попель П. С. Вязкость расплавов Al-Sn // Расплавы. 1989. № 5. С. 116-119.

183. Коржавина (Чикова) О. А. Влияние добавок алюминия на кинематическую вязкость олова Физические и физико-химические свойства металлов и сплавов. Свердловск. СГПИ. 1990. С. 84-89

184. Стремоусов В.И., Текучев В.В. Скорость ультразвука в жидких бинарных сплавах Al-Sn // ЖФХ. 1976. Т.50. №9. С.2373-2374.

185. Необратимые изменения вязкости расплавов А1-Мп при высоких температурах /Коржавина (Чикова) О. А., Попель П.С., Бродова И.Г. и др. // Расплавы. 1990. № 6. С. 23-28.

186. Люпис К. Химическая термодинамика материалов. М.: Металлургия. 1989. 503 с.

187. Взаимосвязь структурного состояния твердых и жидких сплавов А1-Со/ Е. В. Рожицына, Попель П.С., Чикова О.А. и др.// Эвтектика-5 : науч. тр. междунар. конф., Днепропетровск, Украина, 12-14 июня 2000 г. — Днепропетровск, 2000. — С. 71-73.

188. Взаимосвязь структурного состояния твердых и жидких сплавов А1-Со / Е. В. Рожицына Е. В., Чикова О.А., Попель П.С.и др.// Расплавы. — 2002. № 5. С. 36-41.

189. Особенности структурообразования при кристаллизации сплавов А1-1п /Попель П. С., Чикова О.А., Бродова И.Г. и др. // Физика металлов и металловедение. 1992. № 9. С. 111-115.

190. Homogenising heat treatment on hypermonotectic Al-In and Al-Pb melts/ Popel P. S., Chikova O. A. and others // Abstracts of the Ninth International Conference on Liquid and Amorphous Metals, Chicago, USA, 1995.Chicago. 1995. P. 128.

191. Herwig, F., Hoyer, W. Viscosity Investigations on Liquid Allous of the Monotectic system Al-In // Z. Vetallkd. 85. № 6. 1994. P.388-390.

192. Viscosimetric study of molten Al-Pb alloys/ Chikova O. A. and others // NANO' 94 : 2nd Int. Conf. Nanostruct. Mater., Stuttgart, Oct. 3-7, 1994 : Programme and Abstr. Stuttgart. 1994. P. 205.

193. Взаимосвязь структурного состояния жидких и твердых сплавов Al-Pb / Суханова (Колобова) Т. Д., Чикова О.А., Попель П.С. и др.// Расплавы. 2000. №6. С. 11-15.

194. Колобова Т. Д., Чикова О. А., Попель П. С. Вязкость жидких сплавов Ga-Pb // Изв. РАН. Металлы. 2004. № 6. С. 32-35.

195. Kolobova Т. D., Chikova О. A., Popel P. S. Viscosity of liquid Ga-Pb alloys //Russian Metallurgy (Metally). 2004. №6. P. 535-537.

196. Dahlborg U., Besser М., Calvo-Dahlborg М., Cuello G., Dewhurst C.D., Kramer M.J., Morris J.R. and Sordelet Structure of molten Al-Si alloyus. //Journal of Non-Crystalline Solids. 2007. V. 353. Nos. 32-40. P.3005-3010.

197. Глестон С., Лейдер К., Эйринг Г.Теория абсолютных скоростей реакций. Пер. с англ. Под ред. Акад. А.А. Баландина и Н.Д. Соколова. //М.: Гос. Из-во ин. лит-ры. 1948. 583 с.

198. Петрушевский М.С., Коржавина О. А., Строкина Н.К., Строкин С.И. Плотность, поверхностное натяжение и удельное электросопротивление расплавов Al-Sn// Физические и физико-химические свойства металлов и сплавов, Свердловск: СГПИ. 1990. С. 73-83.

199. Ким B.C., Скачков В.В. Диспергирование и смешение в процессах производства и переработки пластмасс. М.: Химия 1988. 240 с.

200. Смитлз К.Д. Металлы. Справочник. М.: Металлургия. 1980. 446 с.

201. Петрушевский М.С. Термодинамические и другие физико-химические свойства жидких сплавов на основе Зd-пepexoдныx металлов. Диссертация д.т.наук. //Свердловск: Уральский политех, ин-т. 1973.

202. Физическая химия неорганических материалов: В 3 т. /Под общей редакцией Еременко В.Н.// т.2 Киев: Наукова думка. 1988. 192 с.

203. Петрушевский М.С., Гельд П.В. Учет ближнего порядка при расчете термодинамических характеристик жидких сплавов//ЖФХ. 1968. т.42. С.741-745.

204. Wittig F.E., Keil G. Die Mischungswärmen des flüssigen Aluminiums mit den B-Metallen Zink, Kadmium, Indium, Thallium, Zinn, Blei und Wismut. //Z. Metallkunde. 1963. Band 54. Heft 10. S.576-590.

205. Диаграмма состояния и свойства сплавов системы Al-Sc./Надумкин О.П., Терехова В.Т., Савицкий Е.М.//Изв. АН СССР. Металлы. 1965. №4. С.176-182.

206. О влиянии структурного состояния расплава Al-Ge на взаимную растворимость компонентов в твердой фазе /Коржавина (Чикова) О. А., Попель П.С., Мокеева Л.В. и др. // Расплавы. 1989. № 6. С. 106-108.

207. Влияние температурной обработки расплава Al-Sn на структуру и свойства литого металла/ Попель П. С., Коржавина (Чикова) О. А., Мокеева Л.В. и др. // Технология легких сплавов (ВИЛС). 1989. № 4. С. 87-91.

208. Есин В.О., Панкин Г.Н., Тарабаев Л.П. Анизотропия подвижности межфазной границы и рост дендритов олова //ФММ. 1974. т.38. № 6. С. 12561269.

209. Физическое материаловедение. В 3-х т. Под ред. Р.У. Канна и П.Хаазена. т. 2. М.: Металлургия. 1987. 624 с.

210. Есин В.О. Направления преимущественного роста кристаллов с кубической решеткой// ФММ. 1965. т.20. №6. С.226-229.

211. Irrevercible changes in Al-Mn melts and their influence on quasicrystal formation/ Popel P. S., Chikova O. A. and others // Fifth International Conference on Quasicrystals. Avignon. France : Book of Abstracts. Avignon. 1995.

212. Microheterogeneity of some quasicrystal forming alloys in liquid state / Popel P., Chikova O. A. and others// 9-th International Conference on Quasicrystals, May 22-26, 2005, Ames, Iowa, USA / Iowa State University. Ames, 2005.

213. Хансен M., Андерко H. Структура двойных сплавов. T.l. M.: Металлургиздат. 1962. 632 с.

214. Гельфгат Ю.М., Сорнин М.З., Микельсон А.Э. Распределение компонентов в расплаве несмешивающихся металлов в скрещенных электромагнитных полях// Магнитная гидродинамика. 1977. №1. С. 121-124.

215. А. с. 1767005. Способ получения сплавов монотектического типа на основе алюминия / Попель П. С., Бродова И.Г., Чикова О.А. и др.// № 1767005. Заявка 07.10.92. Бюл. № 37.

216. Есин В.О., Бродова И.Г., Панкин Г.И. Формы роста твердой фазы при кристаллизации алюминиевых сплавов. Деп.№4063-81. Свердловск: ВИНИТИ. 1981.40 с.

217. Есин В.О., Сазонова В.А., Заболоцкая И.А. Сферолитные формы кристаллизации в металлах// Изв. АН СССР. Металлы. 1989, №2, С.73-77.

218. Насыйров Я.А. Физические свойства жидких разбавленных сплавов алюминия с переходными металлами. Диссерт. канд.физ.-мат.наук. Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова. 1988. 259 с.

219. Попель С.И. Поверхностные явления в расплавах. М.: Металлургия. 1994. 440 с.

220. Ниженко В.И., Флока Л.И. Поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов. М.: Металлургия. 1987. 208 с.

221. Влияние олова на термическую устойчивость метастабильного микрогетерогенного состояния расплавов Ga-Pb / Колобова Т. Д., Сон Л.Д., Чикова О.А. и др.//Расплавы. 2005. № 1. С. 49-53.

222. Метастабильные коллоидные состояния бинарных расплавов эвтектического типа/ Попель П. С., Коржавина (Чикова) O.A. и др.// Термодинамика и материаловедение полупроводников : тез. докл. 1 Всесоюз. конф., Москва, июнь 1989 г. М. 1989. С. 59-60.

223. Макеев В. В., Чикова О. А., Попель П. С. Метастабильные коллоидные состояния металлических расплавов// Физико-химические основы производства металлических сплавов: Тез. докл. Республик, конф., Алма-Ата, 12-14 июня 1990 г. Алма-Ата, 1990. С. 93.

224. Popel P.S., Chikova О.А., Matveev V.M. Metastable colloidal states of liquid metallic solutions // High Temperature Materials and Processes. 1995. Vol. 4. No. 4. P. 219-233.

225. Скрипов В.П., Синицын E.H., Павлов П.А. Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии. М.: Атомиздат. 1980. 208 с.

226. Скрипов В.П., Файзулин М.З. Фазовые переходы кристалл-жидкость-пар и термодинамическое подобие. М.: Физматлит. 2004. 160 с.

227. Русанов А.И. Термодинамика процессов образования новых фаз//Успехи химии. Т.ЗЗ. 1964. Вып.7. С.873-899.

228. Коротков П.К., Орквасов Т.А., Созаев В.А. Размерный эффект контактного плавления //Письма в ЖТФ. 2006. т.32, вып. 2. С.28-32.

229. Рехвиашвилли С.Ш., Киштикова Е.В. О темпертуре плавления наночастиц и наноструктурных веществ // Письма в ЖТФ. 2006. т.32, вып. 10. С.50-55.

230. Русанов А.И. Условия фазового равновесия растворимой наночастицы//Коллоидный журнал. 2006. т. 68. №3. С. 368-374.

231. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.:Наука. 1975. 592 с.

232. Чикова О.А., Астафьев В.В.Приложения теории абсолютных скоростей реакций к анализу данных вискозиметрического эксперимента (тезисы) // Тезисы XV Международной конференции по химической термодинамике. 27 июня-2 июля 2005 г.Москва, МГУ, 2005.

233. Кофанов С. А., Чикова О. А., Попель П. С. Вязкость как индикатор микрогетерогенности жидких металлических растворов // Герасимовские чтения 2003 г. 29 сент. 2003 г. / М.:МГУ, Хим. фак. 2003.

234. Бокштейн Б.С., Ярославцев А.Б. Диффузия атомов и ионов в твердых телах. М.:МИСИС. 2005. 362 с.

235. Сумм Б.Д. Связь между поверхностным натяжением и теплотой плавления щелочных металлов / Неорганические материалы. 1995. т.31. №2. С.284-285.

236. Сумм Б.Д., Ильичев Е.Ю. О корреляции поверхностного натяжения чистых жидкостей с теплотой плавления /ЖФХ. 1996.Т .70. №2. С.316-318.

237. Сумм Б.Д. Фазовые переходы в поверхностном слое и поверхностное натяжение жидкостей//ЖФХ. 2005. т.79. №2. С.199-212.

238. Анализ термодинамической устойчивости дисперсного состояния жидкой эвтектики/ Жукова JI.A., Жуков A.A., Головушкина Л.П. и др. //Металлы. 2001. №3. С. 14-19.

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

240. Роль межфазной поверхности в формировании структуры расплавов металлических эвтектик /Жукова JI.A., Жуков A.A., Головушкина Л.П. и др.//Адгезия расплавов и пайка материалов. Киев. 2001. №35. С.85-91.

241. Структура и свойства быстроохлажденного сплава А1-8мас % Fe /Бродова И. Г., Есин В.О., Коржавина (Чикова) О. А. и др. // Расплавы. 1990. № 1.С. 16-20.

242. Явление структурной наследственности с точки зрения коллоидной модели микрогетерогенного строения металлических расплавов / Попель П. С., Чикова O.A., Бродова И.Г. и др. // Цвет, металлы. 1992. № 9. С. 53-56.

243. Влияние гомогенизирующей термической обработки расплавов на структуру быстрозакаленных алюминиевых сплавов / Бродова И. Г. , Попель П.С., Поленц И.В., Чикова O.A. // Литейное пр-во.1994. № 1. С. 20-22.

244. Чикова O.A. Связь строения и свойств твердых и жидких сплавов на основе алюминия/ Международная конференция «Жидкие и аморфные металлы LAM-13» (13th International Conference on Liquid and Amorphous Metals) 8-14 июля 2007 года, Екатеринбург. C.l 13.

245. А. с. 1630138. Способ получения полуфабрикатов из гранул алюминиевых сплавов / Тарарышкин В. И., Федоров В.М., Коржавина (Чикова) О. А. и др. // № 4699594; заявка 31.05.89. ДСП.

246. Взаимосвязь структурного состояния жидких и твердых промышленных железосодержащих силуминов / Попель П. С., Бродова И.Г., Чикова O.A. и др. // Физические свойства материалов и методы их исследования. Урал. гос. пед. ун-т. Екатеринбург. 1998. С. 3-8.

247. Лыкасов Д.К., Чикова O.A. Влияние способа легирования сплава 2124 марганцем на структуру и свойства литого металла. Металлургия машиностроения. 2008. №2.

248. Лыкасов Д.К., Чикова O.A. Связь механических характеристик плит из сплава 2124 со структурой и свойствами металла// Цветные металлы. 2008. № 4. С. 79-80.

249. Лыкасов Д.К., Чикова O.A. Оптимизация технологии легирования сплава 2124 марганцем на основе изучения связи структуры и свойств жидкого и литого металла//Расплавы. 2009. № 1. С.31-35.

250. Ocko М., Babic Е., Zlatic V. Changes of the lattice parameter in Al 3d-alloys due to the virtual bound state//Solid State Comm., 1976. 18. №6. P.705-708.

251. Лигатуры для производства алюминиевых и магниевых сплавов. М.: Металлургия. 1983. 422 с.

252. Малиновский P.P. О механизме зародышеобразования при кристаллизации алюминиевых сплавов //Технология легких металлов. 1981. №2. С.17-19.

253. Малиновский P.P., Тарарышкин В.И. Измельчение структуры лигатурных сплавов //Технология легких сплавов. 1971. №6. С.30-32.

254. Напалков В.И., Силаев П.Н., Тарарышкин В.И. Качество модифицирующих лигатур //Цветные металлы. 1979. №9. С.82-84.

255. Газы и окислы в алюминиевых деформируемых сплавах/Добаткин В.И., Гибадуллин P.M., Колачев Б.А., Макаров Г.С.//М.: Металлургия. 1976. 264 с.

256. Фридляндер И.Н. К вопросу о возможности образования пересыщенного твердого раствора в алюминиевых сплавах путем закалки из жидкого состояния// ДАН СССР. 1955. Т. 104. №3. С.429-432.

257. Кофанов С. А., Чикова О. А., Попель П. С. Вязкость жидких сплавов А1-Ni // Расплавы. 2004. № 3. С. 30-37.

258. Кофанов С.А., Чикова., Попель П.С. Вязкость жидких сплавов Al-Ni// Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 3 Межвуз. Научно-техническая конф. Фундаментальные проблемы металлургии. Сб. матер. Третьей межвуз. н.-т. конф. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. 2003. С. 63-65.

259. Белов А.Ф., Добаткин В.И., Дриц М.Е. Технический прогресс в производстве легких сплавов//Изв. АН СССР. Металлы. 1987. №5. С.38-42.

260. Добаткин В.И., Елагин В.И. Гранулируемые алюминиевые сплавы. М.: Металлургия. 1981. С. 102-107.

261. Магниевые сплавы. В 2-х т. Т.2. М.: Металлургия. 179 с.

262. Горинин И.В. Влияние переходных металлов на физико-механические характеристики алюминиево-магниевых сплавов// Легкие и жаропрочные сплавы и их обработка. М.: Наука. 1986. С.119-125.

263. Горелик С.С., Добаткин C.B., Капуткина JI.M. Рекристаллизация металлов и сплавов. 3-е изд. // М: МИСИС. 2005. 432 с.

264. Колачев Б.А., Елагин В.И., Ливанов В.А. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов // М.:МИСИС. 2001. 146 с.

265. Лыкасов Д.К., Чикова O.A. Вязкость расплавов Al-Cu // Расплавы. 2007. №4. С.31-36.

266. Аношкин Н.Ф., Бондарев Б.И., Быбочкин A.M. и др. Металлургия цветных металлов и сплавов. М.:Металлургия. 1988. 486 с.

267. Елагин В.И., Федоров В.М. Влияние технологических факторов на свойства гранулируемых сплавов системы Al-Cr-ZrZ/Технология легких сплавов. 1974. №8. С.3-7.

268. Казанцев Г.Ф., Барбин Н.М., Бродова И.Г., Ватолин H.A., Моисеев Г.К., Башлыков Д.В. Переработка лома и отходов цветных металлов в ионных расплавах// Екатеринбург: УрО РАН. 2005.210 с.

269. Золоторевский B.C., Бычков Ю.Б. О перспективах использования литейных алюминиевых сплавов из вторичного сырья взамен сплавов из первичных металлов. //Цветные металлы. 1986. № 6. С.7-10.

270. Строганов Г.Б., Ротенберг В.А. Сплавы алюминия с кремнием. М.: Металлургия. 1977. 271 с.

271. Ершов Г.С., Бычков Ю.Б. Высокопрочные алюминиевые сплавы на основе вторичного сырья. М.: Металлургия. 1979. 192 с.

272. Карпачев В.М., Баланаева H.A. Влияние повышенного содержания железа и марганца на свойства вторичного литейного сплава АК5М2 // Цветные металлы. 1992. № 6. С. 55-57.

273. Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов.- М.: Металлургия. 1964. 214 с.

274. Пригунова А.Г. Механизм нейтрализации вредного влияния железа в силуминах микродобавками марганца и хрома // Металлофизика и новейшие технологии. 1998. Т. 20. № 12. С. 59-68.

275. Бродова И.Г., Башлыков Д.В., Поленц И.В. Связь структурных характеристик сплава AJI9 с его свойствами. //ФММ. 1994. Т.78. вып. 3. С.123-129.