Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия:

П. В. Морохов, вед. инженер, эл. почта: morokhov@mail.ru

В. М. Ананьин, вед. инженер-электроник

А. А. Иванников, ассистент

О. Н. Севрюков, доцент

А. Н. Сучков, доцент

Методами металлографического и рентгеноструктурного анализа изучено объемное расслоение расплава, возникающее под действием сил гравитации в процессе плавления околоэвтектических сплавов в однородном температурном поле. На образцах сплавов (система медь – никель – олово – фосфор) показано, что концентрация нерасплавленных избы точных фаз в нижней части тигля, обусловленная действием сил гравитации, приводит к повышению местной темпе ратуры полного расплавления и замедляет установление термодинамического равновесия во всем объеме. Эффект объемного расслоения расплава позволяет объяснить различие кривых нагрева и охлаждения при дифференциальном терми ческом анализе и появление гистерезиса на кривых «нагрев – охлаждение» зависимости вязкости от температуры. Показано, что точка ветвления, после которой поведение температурных зависимостей вязкости расплава при нагреве и охлаждении совпадает, указывает на переход всего образца в жидкое состояние.

Работа выполнена в рамках центра «Ядерные системы и материалы» при государственной поддержке Программы повышения конкурентоспособности НИЯУ МИФИ (соглашение с Минобрнауки РФ от 27 августа 2013 г. № 02.а03.21.0005).

1. Попель П. С. Метастабильная микрогетерогенность расплавов в системах с эвтектикой и монотектикой и ее влияние на структуру сплава после затвердевания // Расплавы. 2005. № 1. С. 22–48.
2. Courtney T. H., Du Y., Lu S. Z. Macrosegregation in Quiescent Melting and Liquid-Phase Sintering // Metallurgical and Materials Transactions A. 2000. Vol. 31A. Р. 2907–2916.
3. Du Y., Courtney T. H., Lu S. Z. Gravity-induced sedimentation during melting and liquid phase sintering of Pb – Sn alloys // Acta Materialia. 2003. Vol. 51. Р. 445–456.
4. Ананьин В. М., Калин Б. А., Осипов В. В. Методика и установка для измерения вязкости жидкостей // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2003. Т. 69, № 3. С. 40–42.
5. Швидковский Е. Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов. — М. : Гостехиздат, 1955. — 206 с.
6. Boettinger W. J., Kattner U. R., Moon K.-W., Perepezko J. H. DTA and heat-flux DSC measurements of alloy melting and freezing. — Washington, 2001. — 90 p.