химический каталог




Аморфные металлы

Автор К.Судзуки, X.Фудзимори, К.Хасимото

-: ния. И хотя интервал ее изменения узок, переход в аморфное состояние нельзя рассматривать как фазовое превращение типа' термодинамический порядок — беспорядок2.

На рис. 3.2 показаны температурные зависимости вязкости и постоянной времени структурной релаксации х оплава Pd77Cu6Sii7. Сплошной линией показаны результаты измерений. По оси абсцисс отложена обратная гомологическая температура Тт/Т. Величина т означает время, необходимое для того, чтобы атомы сплава образовали новую конфигурацию, заняв позиции, близкие к равновесным. Это время рассчитывается из соотношения

t=t|/ii, (3.1)

где т) — вязкость; р, — модуль сдвига

В окрестности Тт вязкость жидкого металла составляет обычно 10~2 Па-с, а с повышением температуры она медленно уменьшается (сплошная линия L). В жидком состоянии энергия активации вязкого перемещения атомов почти всегда составляет Em3kTm (при 7"= 1000 К величина ?а;0,3 эВ). При кристаллизации жидкости вязкость при Тт возрастает очень сильно (в 1010 раз). Однако при температуре ниже 7/т, в случае подавления кристаллизации, когда жидкость находится в переохлажденном состоянии, вязкость с уменьшением температуры возрастает непрерывно.

Изменение вязкости переохлажденной жидкости с температурой в диапазоне т) = 10Ч-1012 Па-с в хорошем приближении описывается выражением

Т) = Т|,ехр[В/(Г-7'0)], (3.2)

где т|о и В — постоянные; Та—температура «идеального» стеклования, являющаяся характеристикой данного сплава. Формула (3.2) справедлива не только для жидких переохлажденных метал56

лов и неорганических оксидов, но и для органических соединений; ее часто называют эмпирической формулой Фогеля-Фулчера.

Зависимость вязкости переохлажденной жидкости от температуры может подчиняться закону Аррениуса:

Л = Лоехр (А/Т), (3.3)

а отклонения от этой зависимости в сторону приближения Фогеля-Фулчера происходит из-за того, что при любой температуре возникает эффект многократного переформирования структуры, т. е. согласованное перемещение многих атомов переохлажденной' жидкости, связанное со стремлением системы к внутреннему равновесному состоянию. Если же игнорировать изменения структуры переохлажденной жидкости, также как в случае кристаллов, то закон Аррениуса для вязкости должен быть более хорошим приближением.

Кроме того, поскольку при понижении температуры время т' необходимое для того, чтобы атомы переохлажденной жидкости образовали новую конфигурацию, становится больше или равным времени измерения tmea, внутреннее равновесие, нарушаемое движением атомов, замораживается. В этом случае (т! ><„„»), температура, ранее названная температурой стеклования Tg, — это температура, ниже которой вязкость отклоняется от равновесного значения и, соответственно, будет выполняться закон Аррениуса. В этом смысле превращение в стекло есть переход из состояния, когда реализуется равновесие переохлажденной жидкости, в неравновесное состояние, когда движение атомов замораживается. При этом зарождение кристаллов за счет теплового движения атомов при температуре ниже Ts подавляется, а свободный объем замораживается.

Теперь, если принять, что q — это скорость охлаждения сплава , из жидкого состояния, т. е. скорость, с которой должно происходить замораживание жидкого состояния, то величину q можно связать с временем релаксации тЛ которое отражает скорость атомных перемещений:

т'й (kT\lEa)q-1 . , (3.4)

Существует мнение, что ?„ представляет собой энергию активации процесса структурной релаксации в переохлажденной жидкости. Поскольку для многих переохлажденных жидких металлов можно считать ?„»4эВ, Ге = 700К, то кТ\[Еата ЮК.

Как следует из рис. 3.2, расплавленный сплав Rd7jCueSii7 при охлаждении претерпевает превращение жидкость->-стекло при скорости охлаждения <7=106 К/с. При этом время структурной релаксации T/JWICMC. Замороженное состояние на рисунке обозначено как Gi. Стеклованию при таких условиях соответствует температура Ttl. При низкой скорости охлажденияS8

\ При изменении скорости охлаждения на Шесть порядков (от 10« до 1 К/с), изменение Tg составляет всего лишь. —100 К (см. рис. 3.2). Зависимость q от величины кТ\ /?„ в уравнении (3.4) довольно слабая, и поэтому Tg можно связать с ц следующим образом [2]:

dTg/dlnq я kT2g!Ea. (3.5)

С помощью (3.5) можно хорошо объяснить экспериментальные результаты, полученные на сплаве Pd^CueSin и приведенные на рис. 3.2.

3.1.2. Критическая скорость охлаждения

С теоретической точки зрения любая жидкость при достаточно большой скорости охлаждения может избежать кристаллизации и перейти в стеклообразное состояние. Для каждой жидкости существует критическая скорость охлаждения Rc, необходимая для ее стеклования1. Для жидкости достаточно высокой степени чистоты Rc м

страница 27
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129

Скачать книгу "Аморфные металлы" (4.28Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
участки без подряда новорижское
Самое выгодное предложение в KNS - Asus N - поставка по всей России.
скамья ажурная
вешалки напольные для одежды купить в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.07.2017)