ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исследование структуры жидкости из "Модифицированный стальной слиток " Фотографическим методом исследовано большое количество различных жидкостей вода, водные растворы солей, органические, металлические и другие жидкости. [c.12] В последнее время распределение интенсивности рассеянных рентгеновских лучей в жидкости фиксируют сцинтилляционными счетчиками, обеспечивающими повышение точности получаемых результатов исследования и сокращение времени опыта. [c.12] Расчет кривых интенсивности позволяет определить следующие параметры по положению максимумов функции радиального распределения — наиболее вероятное расстояние между ближайшими атомами по площади, ограниченной максимумами, — координационное число по ширине главного и побочного максимумов — размеры упорядоченных областей по соответствию максимумов расположению линий на рентгенограмме кристалла — связь между структурами жидкого и твердого состояния. [c.12] В связи с этим была поставлена задача выяснить, в какой мере влияние растворенных электролитов на строение воды связано с их природой (величина ионов, характер подвижности), и в какой мере разрушающее действие растворенных ионов на собственную структуру воды зависит от температуры, особенно вблизи температуры кристаллизации. [c.13] Приведенные результаты можно интерпретировать с точки зрения представлений об особом механизме подвижности ионов Н+ и 0Н . Их действие на структуру воды должно отличаться от действия других ионов. Ионы Н+ и ОН-, будучи введены в воду, меньше разрушают ее собственную структуру, чем такое же количество ионов I или Li+. Поскольку ионы Н+ и 0Н отличаются аномально большой подвижностью, происходит постоянный обмен протонами между молекулами воды, чему содействует четверная координация молекул воды. В связи с этим есть основание полагать, что ионы Н+ или 0Н должны в значительно меньшей степени изменять структуру воды, чем те ионы, для которых возможна перманентная гидратация. Если, допустим, ион Li+ гидратизируется четырьмя молекулами воды, располагающимися в углах тетраэдра, то, очевидно, все четыре молекулы воды, образующие гидратную оболочку Li+, ориентированы его полем таким образом, что их пустые места обращены к иону Li+. Такое расположение молекул воды должно, конечно, нарушать в прилегающих к ним слоях ту взаимную ориентацию, которая характерна для собственной структуры воды. Таким дезорганизующим действием должен, по-видимому, обладать всякий перманентно гидратированный ион независимо от того, какое количество молекул воды он вокруг себя удерживает. [c.15] Что же касается малых (Li+, Na+) и больших (С1 ) ионов, то из сравнения соответствующих кривых сделать заключение о различном их действии на собственную структуру воды практически не представляется возможным. [c.15] Таким образом, структура воды (та, которая обнаруживается при рентгенографическом исследовании, дающем сведения о некотором среднем упорядочении молекул) при введении ионов как перманентно гидратированных, так и больших, для которых ожидать перманентной гидратации нельзя, должна по имеющимся данным нарушаться. [c.15] Авторы работы [20] изучали структуру ртути при —36, —10 и -f27° в молибденовом излучении. Влияния температуры на структуру ближнего порядка атомов не было обнаружено. В работе [21] также не наблюдали влияния температуры на атомное распределение в жидкой ртути при —35, +15 и +80° С. В другой работе [22] авторы обнаружили различие в структуре ближнего порядка в зависимости от способа получения ртути — путем выплавки или конденсации при температуре ниже 50° С. Однако их утверждение, что в жидкой ртути вблизи температуры кристаллизации наблюдаются метастабильные мелкокристаллические образования, вызывает сомнение, так как для возникновения кристаллических образований необходимо, как известно, переохлаждение. Обнаруженное в работе [22] влияние способа получения ртути путем конденсации или выплавки на структуру ближнего порядка вблизи температуры кристаллизации является важным результатом в рентгеновском исследовании жидкости, который, если это подтвердится на других металлах, может вскрыть причины случаев невоспроизводимости результатов на получаемых кривых интенсивности. [c.18] Романова и Б. А. Мельник [23—26] применили новую, более совершенную методику регистрации монохроматического рассеяния рентгеновского излучения с помощью сцинтилляционного счетчика большой разрешающей способности. [c.18] Было бы интересно при помощи этой более совершенной методики исследовать структуру ртути в переохлажденном состоянии и определить соотношение микрообластей ближнего порядка. [c.19] Данилов с сотрудниками [19, с. 131—144] исследовали структуру жидких металлов Bi, РЬ и Sn в медном и серебряном излучениях. Анализ полученных кривых интенсивности в монохроматическом излучении привел к выводу, что в жидких Bi, РЬ и Sn наиболее вероятными являются атомные конфигурации, характерные для кристаллов этих металлов. В металлах, обладающих в твердом состоянии рыхлой упаковкой с низким координационным числом, в жидком состоянии из-за увеличения плотности координационное число возрастает. В жидком Bi координационное число увеличивается от 6 (для твердого Bi) до 7. Последующее более тщательное исследование показало, что в действительности координационное число Bi еще выше [23]. [c.19] Авторы интерпретируют результаты исследования жидкого свинца следующим образом. Вблизи температуры кристаллизации в расплаве существуют значительного размера микрообласти с группировкой атомов, подобной их распределению в кристаллической решетке, но несколько меньших параметров. Между микрообластями образуются локальные разрывы, обусловливающие увеличение объема при плавлении свинца. При повышении температуры понижается координационное число, однако тип упаковки сохраняется. [c.20] Жидкий индий отличается от жидкого свинца несколько меньшим координационным числом [23, с. [c.20] Результаты рентгеновского исследования жидкого висмута [23, с. 583—586] показали также наличие двух типов микрообластей — упаковки, соответствующей кристаллической решетке висмута и упаковки типа г. ц. к. Координационное число для жидкого висмута оказалось более высоким, чем указывается в работе [19, с. 131—144]. С увеличением температуры координационное число изменяется при 280, 300, 400 и 450° С оно соответственно равно 9,1 8,8 9,4 и 9,5. [c.21] ЗКспериМент должен внести существенный вклад в теорию жидкого состояния в дополнение к обнаруженному температурному гистерезису вязкости в хорошо переохлаждающемся Sn [27]. Последнее явление связывают с изменением ближнего порядка при нагреве жидкого Sn. [c.22] Еще больший интерес представляет рентгеновское исследование двухкомпонентных жидких металлических систем. [c.22] Данилов и И. В. Радченко [19, с. 103—105] впервые обнаружили рентгеновским методом, что в жидких эвтектических сплавах Bi—РЬ, Bi—Sn, Sn—Pb имеются микрообласти, обладающие структурой чистых компонентов. [c.22] В работе [28] установили температурную зависимость структуры ближнего порядка для жидких сплавов In—Sn и In—Pb. В эвтектическом сплаве In—Sn при повышении температуры расплава происходит, по-видимому, небольшая перестройка ближнего порядка атомов, так как координационное число изменяется незначительно. По изменению кривой интенсивности с повышением температуры расплава видно, что растворимость In в Sn в микрообластях увеличивается. В системе In—РЬ при плавлении и перегреве расплава среднее координационное число заметно не меняется, что свидетельствует о наличии связи структуры ближнего порядка расплава с плотно упакованной кристаллической решеткой. [c.22] При исследовании жидких сплавов Си с In, Ga и А1 состава uzMe А. В. Романова, А. Г. Ильинский, Э. А. Павлова вычислили функции радиального распределения атомов и пришли к заключению, что в расплавах одновременно могут существовать три типа упорядоченных областей со структурой гипотетической о. ц. к. решетки, с упаковкой соединений на основе меди и с упаковкой чистого компонента. [c.23] В развитие этих представлений в работах [29, 30] исследованы жидкие сплавы Си—In состава, близкого к ugin [22,5% (ат.) In, р-фаза] и Си—Ga [9,2 и 23,3% (ат.), Ga соответственно а- и р-фазы]. В первом сплаве вблизи температуры кристаллизации обнаружены микрообласти с упаковкой типа исходной о. ц. к. решетки сплава, с плотной упаковкой типа г. ц. к. решетки и с упаковкой чистого индия. При повышении температуры разрушаются микрообласти с гипотетической о. ц. к. решеткой и увеличивается доля микрообластей с плотной упаковкой электропроводность расплава возрастает. Структура второго сплава (а-фаза) близка к квазиэвтектической и состоит преимущественно из микрообластей с упаковкой чистых компонентов. В структуре сплава меди с галлием состава р-фазы вблизи линии ликвидус существуют микрообласти с упаковкой исходной о. ц. к. решетки, с плотной упаковкой и с упаковкой чистого галлия. Наблюдаемое при повышении температуры расплава увеличение электропроводности подтверждает результаты- рентгеновских исследований, свидетельствующие об увеличении количества микрообластей с плотной упаковкой. [c.23] Вернуться к основной статье