Структура однокомпонентных жидкостей

Свойства жидкости: текучесть, изотропность, смешиваемость

Металл	Тпл	Ткип	Δ Нпл	Δ Нкип	Δ Нвозг	Сш	Ств	Δ Vпл
	К	кДж/моль	кДж / моль К	%
Na			2.6	90.1		84.8	79.5	2.5
Pb			4.8			52.4	48.6	3.5
Al			10.8			36.5	35.2	6.0
Fe			13.8			21.8	24.3	3.0
Ti			15.1			49.0	51.2	3.2

 

; ; ;

Δ Н_возг = U_тN_o - U_гN_o= U_гN_o, U – силасвязичастиц.

Теплота возгорания является мерой сил, взаимодействия между частицами твердого тела. Эти силы при возгонке разрываются полностью.

При плавлении происходит разрыв только 3-5% связей, которые имеются в решетке твердого тела и при этом оно приобретает свойства жидкостей.

Я. И. Френкель

Основные положения теории дырочного строения жидкостей

1) В жидкости в отличие от газовых и твердых тел разрушается дальний порядок атомов и сохраняется ближний. В твердом теле присутствует и ближний и дальний порядок. В газах разрушается и ближний и дальний.

2) При плавлении происходит частичный разрыв связей в результате чего кристаллическая решетка разбивается на отдельные микрообласти с упорядоченной структурой, которые хаотически перемещаются относительно друг друга. Кластер – участок структуры в пределах которого сохраняется строение твердого тела

3) При плавлении подводимая энергия расходуется на образование свободного объема жидкости, включающего значительное число атомов, которые потеряли связь с кристаллической решеткой и через некоторое вемя присоединились к другому кластеру. В структуре кластеров также представлены многочисленные вакансии и дислокации, возникающие за счет отрыва атомов и образование трещин в структуре.

4) Каждый атом в течение некоторого времени находится в «оседлом» состоянии, а затем получает дополнительную энергию, отрывается и переходит в свободный объем. Чем больше температура жидкости, выше энергия колебания атомов, тем меньше время оседлой жизни атомов и меньше размеры кластеров и больше величина свободного объема. При температурах близких к температуре кипения кластеры имеют минимальный размер и максимальную величину свободного объема.

5) Энергетическая структура жидкости характеризуется огромным размахом флуктуаций энергии и других локальных характеристик: плотности, скорости и т.д.

В твердом теле частицы кристаллической решетки испытывают колебания и в том числе изменение энергии в относительно узких пределах.

Энергия колебания частиц зачительно больше (КТ_кип), чем в твердом теле. В жидкости представлены оба уровня энергии: КТ_пл внутри кластеров и КТ_кип в свободном объеме.

Таким образом в жидкости представлены частицы, обладающие существенно разной энергией. Это положение относится и к химическому составу жидкости, т.к. химический состав кластеров и частиц, находящихся в свободном объеме рзко различается.

А.А. Байков

Металлургические расплавы не бывают «прозрачными» жидкостями, они представляют собой взвешенный туман газовых и неметаллических включений располагающихся между частицами металлической фазы. Эти включения характеризуются размерами, количеством, химическим составом. Они образуются в результате взаимодействия атомов металла с атомами газовой атмосферы и атомами футеровки или ковша. С течением времени и при изменении температуры происходит непрерывное изменение состояния планктонов, в результате происходит всплывание и удаление частиц, плотность которых меньше плотности расплава, а также в результате химического взаимодействия включений различной природы, их коагуляции, растворение и выделение из расплава. Эти включения влияют на свойства металла и в огромной стеени определяют поведение металла в процессе кристаллизации, т.к. на этих включениях могут образовываться зародыши кристаллов. Наличие этих включений в закристаллизовавшемся металле сказывается на его механических свойствах. Эти включения приводят к тому, что свойства металла в твердом состоянии оказываются зависимыми от строения металла в жидком состоянии. Для воздействия на структуру расплавов с целью рафинирования от газовых и неметаллических включений используют следующие технологические приемы.

1) Термовременная обработка при выдержке металла в печи, а чаще всего в ковше. При этом происходит всплывание и коагуляция газовых и неметаллических включений и их удаление из расплава.

2) Вакуумирование металла путем выдержки в специальных камерах где создается разрежение 10^-2 – 10^-3 атм. При этом разрешение приводит к образованию пузырьков растворенного газа (дегазация металла). При этом неметаллические включения, которые смачиваются на поверхности пузырька, всплывают вверх. Следовательно, снижается содержание неметаллических включений.

3) Продувка металла в ковше инертными газами для удаления газов и неметаллических включений без применения вакуума.

4) Обработка расплавов активными шлаками и флюсами, которые позволяют за счет взаимодействия неметаллических включений с флюсом изменить химический состав, количество и размеры последующим всплыванием флюса.

5) Фильтрование расплавов через кусковые и сетчатые фильтры, при этом, за счет фильтрования удается удалить из расплава наиболее крупные неметаллические включения.

6) Использование рафинирующих переплавов: вакуумно-дуговых и электрошлаковых переплавов в процессе которых под воздействием активного шлака капельки металла активно очищаются.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Виды промывочных жидкостей и условия их применения.
2. Допустимая температура при опасности самовоспламенения для некоторых горючих жидкостей и материалов
3. Измерение плотности жидкостей
4. Измерение расходов жидкостей и газов
5. Кинематика и динамика жидкостей
6. Методы и средства регулирования свойств буровых промывочных жидкостей
7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ АРЕОМЕТРОМ ПОСТОЯННОГО ОБЪЕМА.
8. Плотность р твердых тел и жидкостей(Мг/м3, или г/см3)
9. ПРИБОРНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СЛОЖНЫМ ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИМ УСЛОВИЯМ БУРЕНИЯ
10. Принципы регурирования свойств промывочных жидкостей и особенности очистки стволов скважин сложного профиля от шлама.
11. Терминология мер жидкостей в России, расположенная в хронологическом порядке по мере её возникновения и развития