Влияние размерной неравноценности частиц на плотность и поверхностное натяжение двойных металлических расплавов с компонентами разной физико-химической природы

• Автор: Цуладзе, Тите Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Тбилиси
• Количество страниц: 128 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА I. РАЗМЕРНЫЙ ФАКТОР И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

РАСПЛАВОВ
1.1. Влияние размерного фактора на термодинамические свойства металлических растворов и сплавообразование.

1.2. Объемные эффекты смешения в расплавах

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛОТНОСТИ И ПОВЕРХНОСТНОГО

НАТЯЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

2.1. Метод гидростатического взвешивания для определения плотности жидких металлов .

2.2. Метод лежащей капли для определения плотности и поверхностного натяжения

2.3. Плотность расплавов систем На Р.Ъ , ИС5 ,

АЮСз .
2.4. Плотность, молярный объем и поверхностное натяжение расплавов системы МпЬо и МпСе
2.5. Плотность и поверхностное натяжение двойных распла
вов германия с свинцом, оловом, индием и серебром ГЛАВА 3. ОБСУВДЕШЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1. Относительные избыточные объемы расплавов
3.2. Структурные модели жидкостей .
3.3. Механическая модель металлических растворов .
3.4. Избыточные термодинамические функции металллических расплавов . .
3.5. Внутренняя структура плотноупакованного статистического ансамбля жестких сфер и ее связь с термодинамикой смешения . .
стр.
3.6. Структура элементарных полупроводников и свойства расплавов на основе германия.
3.7. Макроскопическая модель расплавов с наличием направленных связей у одного из компонентов
3.8. Приложение модели к расплавам на основе германия .
ВЫВОДЫ.НО
ЛИТЕРАТУРА


В связи с этими наблюдениями высказано предположение о том, что максимум и других избыточных термодинамических функций, зависящих от числа разноименных контактов, например, теплоты смешения лН , должны быть асимметричными, если молярные объемы компонентов значительно различаются. Закономерности, получаемые на макроскопических моделях удовлетворительно описывают асимметрич ность АН реальных расплавов. Однако, оказалось, что упомянутая хаотическая модель раствора, не в состоянии описать объемные изменения в расплавах на основе германия. Объясняется это сохранением в жидкой фазе частичной гомеополярности германия. Разработана макроскопическая модель раствора, один компонент которого металл и поэтому моделируется статистическим ансамблем жестких сферических частиц. Другой компонент в жидкой фазе не полностью металлизирован, сохраняет направленный характер связей и апроксимируется молекулами разной геометрической конфигурации. Дано обоснование такой модели применительно к двойным расплавам на основе германия. И, наконец, при обсуждении изотерм поверхностного натяжения, показано, что геометрическая неравноценность смешиваемых атомов, всегда вызывает отрицательное отклонение от идеальной изотермы. Наиболее четко это можно наблюдать в системах со значительными положительными отклонениями от идеальности и с заметным размерным фактором, например, в расплавах МпЬа и МпСе
ГЛАВА I. Результаты термодинамических измерений для растворов обычно сообщают в виде относительных интегральных молярных величин энтальпии л , объема А1 , энтропии д и свободной энергии А б смешения. Указанные параметры представляют собой изменение соответствующих термодинамических функций при образовании раствора из чистых компонентов. Имеется большое количество опытных данных о термодинамических свойствах жидких смесей. Однако, интерпретация этих данных на уровне межатомного взаимодействия затрудняется необходимостью решения фундаментальной квантомеханической задачи сил связи в металлах и их сплавах. С целью упрощенного описания процесса смешения подобно тому, как в теории газов используется понятие идеального газа, в теории растворов исходным является понятие идеального раствора. Последний образуется без теплового эффекта лНО и без изменения объема дК0 . Это значит, что частицы компонентов раствора взаимозаменяемы как энергетически, так и геометрически. Иными словами, взаимозамещение компонентов раствора не изменяет его внутреннюю энергию и объем. ЦгШг, 1. А1 и А2 молярные доли компонентов, а газовая постоянная. Реальные растворы, вообще говоря, не обладают вышеуказанными
свойствами. Однако, по характеру и величине отклонений их свойств от идеального поведения, можно судить о микроскопических свойствах реальных растворов. Широко применяются два метода для описания этих отклонений. Метод Скетчарда состоит в вычислении избыточных термодинамических функций дгЕ и т. Так как при образовании идеального раствора изменение энтальпии и объема равны нулю, то избыточные значения этих величин совпадают с соответствующими относительными интегральными величинами. Наоборот, энтропия такой смеси согласно 1. Дбе лНТл. Ох активность I того компонента. Рауля 1 . Смешение компонентов таких смесей сопровождается возрастанием избыточной энтальпии АН0 , а при больших положительных отклонениях наблюдается расслоение жидкостей. Диаграммы состояния таких систем, как правило, отличаются наличием химических соединений, часто плавящихся конгруэнтно, если отрицательные отклонения от закона Рауля велики. Наиболее простое микроскопическое описание раствора дается моделью регулярного раствора. Последнее объясняет отклонение от законов идеальности наличием теплоты смешения. Распределение атомов в регулярном растворе предполагается произвольным, поэтому энтропия смешения вычисляется, как энтропия идеального раствора 1. Характер отклонений от закона Рауля и знак теплового эффекта, в рамках теории регулярных растворов, определяются знаком со или 5 . Й0 х. Реля 1 . Ц0, аНО , а система отрицательно отклоняется от идеальности .