Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Физико-математические науки
Теплофизика и молекулярная физика

Диссертационная работа:

Созаева Алеся Борисовна. Поверхностное натяжение жидких индия, свинца, кадмия с малыми добавками лития и натрия и смачиваемость ими конструкционной стали 12Х18Н9Т : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.14 Нальчик, 2007 123 с., Библиогр.: с. 104-122 РГБ ОД, 61:07-1/1469

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Общая характеристика работы 4

1. Состояние исследований поверхностного натяжения бинарных металлических расплавов и углов смачивания ими стали и графита 8

1.1. Рекомендуемые значения поверхностного натяжения чистых металлов 8

1.2.Термодинамика поверхностных явлений бинарных металлических систем 13

1.3. Политермы и изотермы поверхностного натяжения расплавов на основе свинца, индия и кадмия 20

1.3.1. Температурная зависимость поверхностного натяжения чистого индия 20

1.3.2. Поверхностное натяжение свинка и его сплавов 32

1.3.3.Температурная зависимость поверхностного натяжения жидкого кадмия 36

1.4. Смачивание металлическими расплавами графита 39

1.4.1.0 связи углов смачивания с энергией адгезии 40

1.4.2. Экспериментальные данные по измерению краевого угла смачивания графита жидкими металлами 46

1.4.3. Смачивание ииролитичсского графита, стеклоуглерода, графита марки ПРОГ-2400 53

Выводы к 1 главе 60

2. Методика измерения поверхностного натяжения и углов смачивания в металлических расплавах 61

2.1. Диаграммы состояния исследованных систем 61

2.2. Выбор метода измерения поверхностного натяжения и углов смачивания в металлических расплавах 62

2.3. Описание экспериментальной установки 70

3. Результаты экспериментальных исследований температурной зависимости поверхностного натяжения свинца, индия, кадмия с малыми добавками лития и натрия 76

3.1. Политермы поверхностного натяжения расплава свинца с малыми добавками лития 76

3.2. Температурная зависимость поверхностного натяжения расплава индий-натрий 82

3.3. Зависимость поверхностною натяжения расплавов кадмий-натрий от температуры 85

Выводы к 3 главе 91

4. Результаты экспериментальных исследований иолитерм угла смачивания металлическими расплавами свинец-литий, индий-натрий, кадмий-натрий конструкционной стали 12Х18Н9Т и графита 92

4.1. Температурная зависимость углов смачивания расплавов свинец-литий на стали 12Х18Н9Т и графите 92

4.2. Зависимость углов смачивания расплавов индий-натрий на стали 12Х18Н9Т и графите от температуры 94

4.3. Политермы углов смачивания расплавами кадмий-натрий Графита 98

Выводы к 4 главе 101

Выводы по работе 102

Литература 104 

Введение к работе:

Актуальность темы. Изучение поверхностных явлений жидких металлических сплавов актуально в связи с построением общей теории жидкого состояния, которая в последние годы получила существенное развитие. Вместе с тем, многие вопросы поверхностных явлений жидкого состояния остаются малоизученными. Не до конца выяснено влияние химических соединений и эвтектик на поверхностные свойства металлических расплавов. Существует проблема объяснения особенностей на концентрационной зависимости поверхностного натяжения (осцилляций) в области малых концентраций, которые наблюдаются в некоторых работах. Мало пока изучены поверхностные явления расплавов с участием малых добавок щелочных металлов. Недостаточно изучено смачивание жидкими металлическими расплавами, например, такими как Pb-Bi, Pb-Li, Cd-Na графита и некоторых металлов.

В то же время явления смачивания и растекания играют большую роль во многих технологических процессах: лужении и пайке, создании композиционных материалов методом пропитки, жидкофазном спекании порошковых изделий, металлизации керамик. Особый интерес в связи с этим представляют температурные зависимости ПН и углов смачивания свинцово-литиевых сплавов и свинцово-натриевых растворов, которые перспективны в качестве теплоносителей в ядерных установках.

Цель работы. Исследование температурной и концентрационной зависимости поверхностного натяжения жидких свинца, индия и кадмия с малыми добавками лития и натрия и смачивание ими конструкционной 12Х18Н9Т и графита.

Для достижения указанной цели ставились и решались задачи:

1. Изучить влияние малых добавок щелочных металлов (лития и натрия) на политермы плотности и поверхностного натяжения жидких свинца, индия и кадмия;

2. Установить температурную зависимость углов смачивания расплавами Pb-Li, Cd-Na, In-Na (с малым содержанием лития и натрия) графита;

3. Выяснить характер влияния малых добавок лития и натрия на политермы углов смачивания расплавами свинца и индия стали 12Х18Н9Т.

Научная новизна полученных результатов

1. Впервые изучены политермы поверхностного натяжения (ПН) и плотности свинца с малыми добавками лития: Pb – 0.03, 0.1, 0.3 и 0.5 ат.% Li в интервале температур от точки плавления до 1000С. Установлено, что политермы ПН и плотности удовлетворительно описываются линейными уравнениями. Изучены температурные зависимости углов смачивания расплавами свинец-литий стали 12Х18Н9Т. Показано, что в интервале температур от точки плавления до 900С углы смачивания с увеличением температуры снижаются, но остаются больше 90. В исследуемом интервале температур изученные расплавы Pb-Li (с малым содержанием лития) сталь не смачивают.

2. Впервые изучено влияние малых добавок натрия на ПН кадмия. Показано, что добавки натрия понижают ПН кадмия, политермы ПН и плотности расплавов кадмия: 0.01, 0.03, 0.04, 0.07, 0.25 и 0.48 ат.% Na линейны. В области малых концентраций на изотермах ПН расплавов Cd–Na наблюдаются особенности (осцилляции ПН).

3. Изучены политермы плотности и поверхностного натяжения индия с малыми добавками (до 0.5 ат.% Na) натрия: 0.02, 0.1, 0.3 и 0.5 ат.% Na. Показано, что политермы плотности и ПН линейны с отрицательным угловым коэффициентом. Показано, что добавки натрия снижают ПН жидкого индия. На изотерме ПН при x=0.02 ат.% Na наблюдается минимум на зависимости s (x).

4. Впервые изучены температурные зависимости углов смачивания In-Na стали 12Х18Н9Т в интервале температур от точки плавления до 700С. Обнаружены температурные пороги смачивания и их зависимость от концентрации Na в In. С увеличением концентрации Na температура, при которой наблюдается резкое снижение угла смачивания расплавами In-Na стали снижается. Исключением является расплав In – 0.02 ат.% Na, что связано с наличием минимума на концентрационной зависимости поверхностного натяжения при x=0.02 ат.% Na.

5. Впервые изучены политермы углов смачивания расплавами Pb-Li, In-Na, Cd-Na графита в широком температурном интервале. Показано, что во всех случаях q понижается с увеличением температуры, однако исследуемые расплавы не смачивают графит, что указывает на отсутствие взаимодействия расплавов с графитом.

Практическая ценность результатов

Полученные экспериментальные данные по политермам плотности и ПН расплавов Pb-Li, Cd-Na, In-Na (с малым содержанием Li и Na) могут найти применение при разработке теплоносителей для ядерных реакторов, при разработке новых припоев и систем металлизации керамик.

Результаты работы использовались в учебном процессе при чтении спецкурса по физике межфазных явлений на физическом факультете Кабардино-Балкарского госуниверситета.

Достоверность. Обоснованность и достоверность полученных результатов проанализировано оценкой погрешностей расчетов и экспериментов. Основные результаты получены повторением экспериментов в одинаковых условиях, а также подтверждены в исследованиях других авторов.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Данные по температурной зависимости плотности и поверхностному натяжению расплавов Pb-Li, Cd-Na, In-Na, полученные методом большой капли.

2. Обнаруженные особенности (минимумы) в концентрационном ходе поверхностного натяжения расплавов Pb-Li, Cd-Na, In-Na в области малых концентраций щелочных добавок.

3. Данные по влиянию малых добавок Li и Na на температурную зависимость углов смачивания жидким свинцом и индием конструкционной стали 12Х18Н9Т.

4. Обнаруженные температурные пороги смачивания расплавами In-Na (с малыми добавками Na) стали 12Х18Н9Т, при которых наблюдается резкое снижение угла смачивания.

5. Данные по температурной зависимости углов смачивания расплавами Pb-Li, Cd-Na, In-Na (с малым содержанием Li и Na) графита и установленный факт несмачивания изученными расплавами графита.

Личный вклад автора. Цель и задачи диссертационной работы и методы исследования сформулированы научным руководителем проф.

А.А. Ахкубековым. В обсуждении полученных результатов принимали участие проф. В.А. Созаев и доцент М.Х. Понежев. Все остальные результаты получены автором лично.

Апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались на XI Российской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Санкт-Петербург, 2005г.), Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» (Махачкала, 2005), 9 – Международном симпозиуме «Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах» (ОМА-9) (п. Лоо - 2006), 2 Международном семинаре «Теплофизические свойства веществ» (г. Нальчик - 2006), 13 Международной конференции «Жидкие и аморфные металлы» (LAM - 13) (Екатеринбург, 2007), 10-м Международном симпозиуме «Порядок, и беспорядок и свойства оксидов» (ОDРО - 10) (Лоо - 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, из них 1 в журнале РАН.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков и 10 таблиц. Она состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы из 180 наименований.

Подобные работы
Нажмудинов Абдурахман Мухтарович
Влияние постоянного электрического тока и примесей на процессы контактного плавления в системах висмут-теллур и индий-свинец
Гамарц Андрей Емельянович
Фотолюминесценция в поликристаллических слоях на основе твердых растворов селенида свинца-селенида кадмия
Степанова Екатерина Алексеевна
Сорбция свинца и кадмия биологически активными добавками к пище из растительного сырья в биопрофилактике загрязнения среды обитания человека тяжелыми металлами
Сухов Николай Леонидович
Радиационно-химические превращения ионов галлия, индия и свинца в водных растворах
Самойлов Александр Михайлович
Направленный синтез легированных галлием и индием пленок теллурида свинца с контролируемым содержанием примесных атомов и отклонением от стехиометрии
Зиннатуллин Салават Гайнанович
Содержание свинца, кадмия и ртути в почвах лесостепной зоны Республики Башкортостан
Немец Сергей Михайлович
Разработка атомно-абсорбционного метода определения свинца, кадмия и ртути в атмосферных осадках
Кальсина Ольга Ивановна
Соединения ртути, свинца, кадмия в кормах, органах и тканях якутских лошадей и крупного рогатого скота и их остаточные количества в мясопродуктах
Горбунова Надежда Сергеевна
Формы соединений марганца, меди, цинка, никеля, свинца и кадмия в черноземах Центрально-Черноземного региона
Кардрахимова Амина Каримовна
Влияние поверхностно-активных органических веществ на разряд и ионизацию кадмия и свинца на ртутном, амальгамных и твердых электродах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net