Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методы экспериментального и теоретического определения коэффициентов поверхностного натяжения и применение теории размерностей к тепловому излучению жидких металлов и сплавов 9
1.1. Структура жидких металлов и сплавов. 9
1.2. Экспериментальные методы измерения коэффициентов поверхностного натяжения 19
1.3. Методы расчета поверхностного натяжения жидкостей 30
1.3.1. Поверхностное натяжение жидких чистых металлов 30
1.3.2. Поверхностное натяжение многокомпонентных и бинарных сплавов 42
1.4. Методы расчета теплового излучения металлов 45
Выводы 49
Глава 2. Теория размерностей и поверхностное натяжение чистых жидких металлов 50
2.1. Уравнение для расчета поверхностного натяжения расплавов 50
2.2. Элементы подгруппы лития 53
2.3. Элементы подгруппы бериллия 62
2.4. Элементы подгруппы скандия 64
2.5. Элементы подгруппы титана 65
2.6. Элементы подгруппы хрома 66
2.7. Элементы подгруппы марганца 67
2.8. Семейство железа 68
2.9. Платиновые металлы 72
2.10. Элементы подгруппы меди 73
2.11. Элементы подгруппы цинка 77
2.12. Элементы подгруппы бора 79
2.13. Элементы подгруппы углерода 83
2.14. Элементы подгруппы азота 87
2.15. Элементы подгруппы кислорода 89
2.16. Лантаноиды 90
2.17. Актиноиды 91
2.18. Масштабные коэффициенты поверхностного натяжения металлов 92
Выводы 94
Глава 3. Поверхностное натяжение бинарных сплавов 95
3.1. Применение теории размерностей к поверхностному натяжению сплавов. 95
3.2. Простой сплав с непрерывным рядом твердых растворов 97
3.3. Эвтектические сплавы 98
3.4. Сплавы, содержащие интерметаллические соединения 106
3.5. Масштабные коэффициенты поверхностного натяжения сплавов 114
Выводы 116
Глава 4. Некоторые закономерности поверхностного натяжения и теплового излучения жидких металлов и сплавов 117
4.1. Взаимосвязь поверхностного натяжения и теплового излучения жидких металлов и сплавов 117
4.1.1. Чистые жидкие металлы 117
4.1.2. Жидкие сплавы металлов 123
4.3. Периодичность поверхностного натяжения и теплового излучения расплавов металлов 126
4.4. Температура Дебая жидких металлов и сплавов 129
Выводы 134
Основные результаты и выводы 135
Приложение 1 136
- Экспериментальные методы измерения коэффициентов поверхностного натяжения
- Уравнение для расчета поверхностного натяжения расплавов
- Масштабные коэффициенты поверхностного натяжения сплавов
- Периодичность поверхностного натяжения и теплового излучения расплавов металлов
Введение к работе
Информация о свойствах поверхности позволяет интенсифицировать существующие технологические процессы. Поверхностное натяжение - одна из важнейших характеристик поверхности вещества. Коэффициенты поверхностного натяжения необходимы для расчета процессов зарождения и роста фаз, адсорбции и других теплофизических свойств веществ, необходимых для осуществления технологических процессов. Поверхностные явления в совокупности с другими физическими свойствами веществ определяют пути получения и долговечность важнейших строительных и конструкционных материалов, эффективность добычи и обогащения полезных ископаемых; качество и свойства продукции, выпускаемой химической, текстильной, пищевой, химико-фармацевтической и многими другими отраслями промышленности. Особый интерес вызывает взаимосвязь поверхностных свойств с особенностями строения и объемными свойствами веществ, что является важным аспектом в вопросах металлургии, сварки и химической технологии.
Теоретические расчеты поверхностного натяжения подразделяются на статически-электронный и молекулярно-термодинамический. Имеющиеся зависимости для расчета поверхностного натяжения жидких металлов и сплавов часто недостаточно надежны. Коэффициенты и параметры, входящие в расчетные уравнения, приближены и вносят дополнительные трудности при их определении. Использование имеющихся теоретических зависимостей сдерживает то, что в общем случае неизвестны изменения в распределении атомов и валентных электронов, а, следовательно, и энергии взаимодействия при выходе частиц в поверхностный слой. Простые зависимости коэффициентов поверхностного натяжения от термодинамических свойств, учитывающих фазовые переходы и изменение структуры, обычно применимы к жидкостям при температуре плавления.
Тепловое излучение жидких металлов и сплавов изучено недостаточно.
6 Цель и задачи работы:
Применение теории размерностей к поверхностному натяжению жидких металлов и бинарных сплавов. Разработка методики расчета поверхностного натяжения металлических расплавов. Анализ влияния структуры расплава, прочности химической связи, положения металлов в периодическом законе Д.И. Менделеева на поверхностное натяжение. Анализ взаимосвязи поверхностного натяжения и теплового излучения жидких расплавов.
Работа проведена на кафедре вакуумной техники электрофизических установок Казанского государственного технологического университета.
В первой главе приводится анализ жидкого состояния металлов и сплавов, рассматриваются теоретические и экспериментальные методы определения поверхностного натяжения и теплового излучения жидкостей. Существующие методы расчета поверхностного натяжения жидких металлов и сплавов ограничиваются отсутствием данных о внутренней молекулярной структуре поверхностного слоя и его взаимосвязи с объемными характеристиками.
Во второй главе дан вывод зависимости, основанной на теории размерностей, для расчета поверхностного натяжения жидких металлов. Проводится анализ имеющихся экспериментальных данных по поверхностному натяжению, полученных различными методами, в среде инертных газов, вакууме или в присутствии собственных паров металлов разной чистоты. Наиболее надежные экспериментальные данные используются для определения масштабных коэффициентов поверхностного натяжения. Полученные результаты сравниваются с расчетными значениями Задумкина С.Н., Попеля СИ. и Соловьева А.Н.
В третьей главе рассмотрено применение уравнения для расчета поверхностного натяжения жидких металлов к бинарным сплавам K-Rb, Cd-Zn, Pb-Ag, Pb-Sn, Rb-Na, Pb-Bi, Al-Fe, Al-Ni, Ag-Sn, Cu-Sn и Au-Sn, относящиеся к различным типам по классификации Вилсона Д.Р. Проводится
анализ концентрационных зависимостей масштабных коэффициентов поверхностного натяжения и избыточных энтропии смешения.
В четвертой главе установлена взаимосвязь поверхностного натяжения и теплового излучения жидких металлов и сплавов. Показана возможность взаимных расчетов интегральных полусферических потоков теплового излучения (интегральных полусферических степеней черноты) и коэффициентов поверхностного натяжения жидких металлов и сплавов. Установлена периодичность масштабных коэффициентов поверхностного натяжения в зависимости от номера элемента в периодическом законе Д.И. Менделеева. Показано, что периодические закономерности для поверхностного натяжения и теплового излучения практически совпадают. Установлена зависимость поверхностного натяжения от температуры Дебая жидких металлов. Рассчитаны температуры Дебая жидких металлов и бинарных сплавов по масштабным коэффициентам поверхностного натяжения, отсутствующие в литературе.
На защиту выносятся следующие положения:
Функциональная зависимость для поверхностного натяжения жидких металлов и сплавов.
Расчетное уравнение для коэффициентов поверхностного натяжения жидких металлов. Комплекс масштабных коэффициентов поверхностного натяжения.
Метод расчета коэффициентов поверхностного натяжения жидких бинарных сплавов. Концентрационная зависимость избыточных масштабных коэффициентов поверхностного натяжения и избыточной энтропии смешения бинарных сплавов.
Взаимосвязь коэффициентов поверхностного натяжения и интегральных полусферических потоков теплового излучения жидких металлов и сплавов. Методика расчета теплового излучения (поверхностного натяжения) по коэффициентам поверхностного натяжения (потокам теплового излучения) жидких металлов и сплавов.
Периодичность изменения масштабных коэффициентов поверхностного натяжения в зависимости от номера элемента в периодическом законе Д.И. Менделеева, ее практическое совпадение с аналогичной периодичностью для теплового излучения жидких металлов.
Комплекс температур Дебая жидких металлов и рассмотренных бинарных сплавов.
Экспериментальные методы измерения коэффициентов поверхностного натяжения
Это предположение подтверждается наличием двух пиков, наблюдаемых на зависимости интенсивности рассеянного рентгеновского излучения от длины волны падающего луча, которые соответствуют значениям главных пиков чистых компонентов. Два пика наблюдаются в системах: Bi-Sn, Bi-Pb, Sn-Zn, Pb-Sn и Al-Sn. Во всех случаях раздвоение пика исчезает при более высоких температурах. Самарин с сотрудниками [2] центрифугировали жидкий эвтектический сплав Pb-Sn при температуре выше эвтектической и получили разделение на две жидкости - одну, богатую оловом, и другую, богатую свинцом. Из этого сделан вывод, что точка перегиба на линии ликвидус соответствует составу с максимальной несмешиваемостью двух жидких структур, одна из которых характерна для чистого компонента, находящегося с той стороны системы, где есть перегиб, а другая характерна для эвтектики. Вторая может быть более хаотичной жидкостью. В системах, в которых эти две структуры подобны и совместимы, на линии ликвидус не существует изгиба (Ag-Cu, Bi-Cd, Bi-Sn, Al-Sn и др.) [2]. Аномалии физических свойств сплавов соответствуют эвтектической точке на диаграмме состояния.
Системы с областью несмешиваемости обычно образуют переходные металлы и металлы группы IB (Cr-Ag, Mn-Bi, Fe-Bi, Co-Bi, Cu-U, Bi-Ga, Al-In и др.). Причинами несмешиваемости могу быть размерный фактор и несовместимость между двумя жидкостями, вызванная значительной разницей в механизме их связи, а значит в структуре. Например, в жидких металлах с аномальной структурой (Ga, Ge, Si) связь должна быть в какой-то мере гомеополярной и ее не могут разрушить определенные элементы.
Тенденция к несмешиваемости проявляется у алюминия, возможно из-за наличия в жидком алюминии s-p гибридных связей. Области несмешиваемости в урановых сплавах могут возникать из-за d-электронных связей. То же самое относится и к переходным металлам, которые с большим трудом смешиваются с металлами группы IB.
В системах, содержащих интерметаллические соединения, должны обнаруживаться преимущественно связи разнородных атомов. В некоторых случаях жидкость состоит из структурных комплексов, образованных прочными ассоциациями компонентов. К сплавам этой группы относятся Ag-Sn, Cu-Sn, Al-Ni, Na-Sn и др. Линии ликвидус на фазовых диаграммах этих сплавов имеют очень сложную форму иногда с несколькими максимумами, которые, как правило, соответствуют интерметаллическим соединениям. Наличие сложной зависимости линии ликвидус соответствует скачкам и перегибам теплофизических свойств сплавов в жидком состоянии.
Существуют три группы методов экспериментального определения поверхностного натяжения жидкостей: статические, полустатические и динамические. Статические методы заключаются в измерении натяжения практически неподвижных поверхностей, образованных за некоторое время до начала измерений. При этом поверхностное натяжение определяется через величину, характерную для данного состояния. Динамические методы основаны на том, что некоторые виды колебаний жидкости сопровождаются периодическими растяжениями и сжатиями ее поверхности, на которые влияет поверхностное натяжение, например колебание капиллярных волн. К статическим методам относятся метод капиллярного поднятия, метод висящей капли . и метод уравновешивания барьера Ленгмюра. Полу статические: метод максимального давления в газовых пузырьках или каплях, метод веса или счета капель, методы, основанные на измерении максимального усилия отрыва. Динамические: - метод капиллярных волн, метод колеблющихся струй и капель, метод определения скорости истечения жидкости через капилляр [17].
Разнообразие методик измерения поверхностного натяжения приводит к проблеме выбора наиболее точного и приемлемого метода. Выбор метода измерения поверхностного натяжения определяется большим количеством факторов, такими как молекулярная структура исследуемой жидкости, ее свойства, граница раздела, условия смачивания, температура и давление, при которых проводятся измерения. Для измерения поверхностного натяжения жидких металлов более приемлемыми являются статические методы, которые детально описаны в работах [18-19].
Метод максимального давления в газовом пузырьке. Почти все методы измерения коэффициентов поверхностного натяжения основаны на использовании уравнения Лапласа [22] которое показывает, что разность гиростатических давлений в смежных фазах (р1 и р" - давления газа и жидкости) равна произведению межфазного поверхностного натяжения на кривизну поверхности (R). Непосредственное измерение кривизны поверхности (Ri и R2) затруднительно. Определение а для поверхностей, представляющих собой фигуру вращения вокруг вертикальной оси, наиболее простое. В этом случае Rj = R2 = R и уравнение Лапласа имеет вид
Метод основан на определении максимального давления, необходимого для продавливания пузыря инертного газа через капилляр, опущенный на определенную глубину в исследуемый расплав или для выдавливания капли жидкости.
Уравнение для расчета поверхностного натяжения расплавов
Анализ опытных данных и методов измерений показал, что экспериментальные коэффициенты поверхностного натяжения могут быть: - действительными (или близкими к ним) коэффициентами поверхностного натяжения жидких металлов и сплавов; - могут характеризовать систему, содержащую жидкий металл (сплав) и газ в объеме и (или) на поверхности расплава. Экспериментальные измерения коэффициентов поверхностного натяжения, проведенные одним методом в одном и том же научном центре, на одном экспериментальном стенде могут охватывать оба случая. Существенное влияние на погрешность опытных данных коэффициентов поверхностного натяжения оказывает среда, в которой находится расплав. Измерения проводят: - в высоком или сверхвысоком вакууме; - в атмосфере собственных паров металла (сплава); - в атмосфере инертных по отношению к жидким металлам газов (гелий, аргон, водород, азот). Видимо действительные коэффициенты поверхностного натяжения получаются при измерении в высоком или сверхвысоком вакууме. Измерения в вакууме проводят до температур, превышающих на 200-400 градусов температуру плавления. При дальнейшем нагревании становится заметной скорость испарения расплава. При каждом повышении температуры, вероятно, устанавливается равновесие между жидкостью и паром над ней. При температуре вблизи кипения давление собственных паров будет близко к атмосферному. Наличие собственного пара над поверхностью значительно снижает поверхностное натяжение [36].
Во втором случае в процессе измерения над жидким металлом находятся собственные пары, давление которых с ростом температуры растет экспоненциально и при нормальной температуре кипения достигает 0,1 МПа. Измерения в инертных газах вблизи температуры плавления дают результаты, как правило, близкие к результатам, измеренным в вакууме. С повышением температуры расплава парциальное давление паров металла в инертном газе растет и при температурах, близких к температуре кипения, давление насыщенных паров может достигать 105 Па. Увеличение количества паров металла в инертном газе, как и в предыдущем случае, снижает измеряемое поверхностное натяжение.
Наличие примесей в металлах в сотые доли процента обычно не поддаются учету, также как влияние остаточной среды в газовой фазе, сорбция и растворения компонентов газовой фазы на поверхности металла и влияние возможных примесей в инертных газах. Условия «неконтролируемых» факторов в разных научных центрах не одинаковы. Кроме того, на поверхности расплавленного металла могут сорбироваться или вступать в химическую реакцию компоненты остаточного газа. Кроме рассмотренных причин на поверхностное натяжение могут влиять даже небольшие примеси в газовой, инертной среде, адсорбция, растворимость или химические реакции компонентов среды на поверхности расплава. Проведение измерений в вакууме не исключают отсутствие посторонних газов в объеме. В системе поддерживается динамический вакуум. Процессы газовыделения и газопроницаемости обеспечивают натекание газов в измерительную ячейку. Натекание газов зависит от уровня вакуума и используемых материалов. Остаточные газы также могут искажать результаты измерений коэффициентов поверхностного натяжения, также как и примеси в самом металле. Состав пара жидкого металла может быть ассоциирован, то есть содержать кластеры, наличие которых также влияет на точность проводимых измерений. Выбор для дальнейшего анализа в главе 2 коэффициентов поверхностного натяжения производился по следующим критериям: метод, среда измерений и чистота металла. Поверхностное натяжение жидких чистых металлов Эмпирический и теоретический анализ поверхностных явлений в жидкостях начат еще в 19 веке. Были разработаны методики нахождения поверхностного натяжения по парахору, расчет по теории подобия и др. Разработаны статически-электронный и молекулярно-термодинамический методы теоретического исследования поверхностного натяжения. Статически-электронные теории поверхностного натяжения металлических растворов рассматривают составляющие энергии металлической связи (ионные и электронно-ионные взаимодействия). Статическая теория С.Н. Задумкина [35] рассматривается как наиболее надежная и обоснованная [36]. Конечная формула для расчета поверхностного натяжения имеет вид: одному атому; Atf„,- теплота плавления; d - среднее расстояние между атомами; 9- температура Дебая; а,- термический коэффициент линейного расширения, h - постоянная Планка, к - постоянная Больцмана. В зависимости от структуры предплавления величина al;NMB уравнении (1.9) равна: 0,186N (100) - для гранецентрированного куба, 0,217N (100) - для объемноцентрированного куба и 0,25N (0001) - для гексагональной решетки. Число частиц N на единицу поверхности находится для вышеуказанных структур решеток N(100)=5,67- 1015(р/А)2/3; N(100)=4,48- 1015(р/А)2/3; N(0001 )=6,56-10 5(р/А)2/3, соответственно. Здесь р - плотность, А - атомная масса металла. Сравнительный анализ [36] показал, что расхождения расчетных значений по Задумкину С.Н. с опытными данными поверхностного натяжения вблизи температуры плавления достигает 20%. Расхождение температурных коэффициентов поверхностного натяжения с коэффициентами, найденными экспериментально, могут достигать 80%. Более широкое применение для расчета поверхностных свойств жидких металлов и сплавов находят термодинамические теории поверхностного натяжения [36], хотя они не всегда хорошо описывает опытные данные.
Масштабные коэффициенты поверхностного натяжения сплавов
Масштабные коэффициенты поверхностного натяжения постоянны для каждого металла и с точностью до постоянного множителя совпадают с комплексом в уравнении (2.5)
Уравнение (2.9) хорошо описывает поверхностное натяжение большинства жидких металлов. Исключение составляют щелочные металлы при температурах, близких к температуре кипения. Подгруппа лития является химически активной, ее пары способны образовывать димеры и более сложные ассоциаты [5]. Анализ измерений, проведенных в вакууме, в среде гелия, аргона и в среде собственных паров, показывает, что коэффициенты поверхностного натяжения щелочных металлов меньше в присутствии собственных паров [85]. В работе [6] констатируется существование «малых» кластеров в расплавах щелочных металлов с числом атомов от 2 до 5. Авторы работы [6] считают, что кластеры разного состава существуют в парах над расплавленным металлом. С повышением температуры металлического расплава увеличивается содержание кластеров в паровой фазе и стимулируется появление новых кластеров с большим числом атомов.
При относительно низких температурах в системе жидкий литий - газ наблюдаются кластеры Li2, увеличение температуры сопровождается ростом содержания этого кластера и приводит к появлению кластера Ьіз-Дальнейшее повышение температуры способствует росту концентраций кластеров Li2 и 1Лз и появлению кластера Li4. Отклонение от усредняющей линии металлов подгруппы лития можно объяснить тем, что при измерении поверхностного натяжения, как правило, используют гелий или аргон, но при высоких температурах неминуемо появляются собственные пары над поверхностью жидкого металла, что может привести к резкому изменению измеряемой величины. Автор работы [36] считает, что наиболее надежные данные по поверхностному натяжению жидких металлов получены при небольшом перегреве над точкой ликвидус. Измерения при более высоких температурах требуют исключить взаимодействия жидкого металла с окружающей средой в экспериментальной камере, что часто невыполнимо.
Литий. Коэффициенты поверхностного натяжения жидкого лития, полученные различными авторами, удовлетворительно согласуются между собой, максимальное расхождение между данными не превышают 6% (рис. 2.1). Исключением являются данные [90]. Они были получены для лития чистотой 99,5% методом втягивания стержня. При проведении эксперимента чистота защитной, инертной атмосферы не контролировалась [88], возможное образование оксидов на поверхности химически активного лития может быть объяснением завышенных результатов по поверхностному натяжению после 75 0К, а резкое уменьшение поверхностного натяжения при более низких температурах связано с влиянием примесей. Данные 1,2, 3,4, 5 получены методом максимального давления в газовом пузырьке. Небольшие расхождения между ними, около 3%, лежат в пределах погрешности эксперимента и объясняются использованием образцов жидкого лития и инертной среды разной чистоты. Авторы работы [88] измерили поверхностное натяжения до температуры 1300К, при этом использовали металл чистотой 99,96% и аргон марки «Ч», контролируя чистоту инертной среды от начала и до конца эксперимента. Данные 7 получены методом большой лежащей капли. При их измерении обеспечивалось термодинамическое равновесие исследуемой поверхности жидкого металла со своим насыщенным паром. Чистота исследуемого металла была не менее 99,99%. Измерения проводились от точки плавления до 470К. Такой маленький диапазон измерений можно объяснить невозможностью проведения эксперимента в условиях вакуума. Авторы работы [91] считают свои данные 7 наиболее надежными.
Коэффициенты поверхностного натяжения лития. 1 - [86], 2 - [87], 3,4 - [88], 5 - [89], 6 - [90], 7 - [91], линия - расчет по уравнению (2.9) Сравнение рассчитанных коэффициентов поверхностного натяжения жидкого лития дано на рис. 2.2. Температурный коэффициент поверхностного натяжения по данным [36] постоянен. Коэффициенты поверхностного натяжения лития по [6], рассчитанные при переменном температурном коэффициенты поверхностного натяжения do/dt, соответствуют значениям поверхностного натяжения, рассчитанным по уравнению (2.9). Максимальный разброс расчетных коэффициентов поверхностного натяжения, полученных по уравнению (2.9) с данными 1 и 5 составляет 7%, с данными 3 - 3% (рис. 2.2).
Периодичность поверхностного натяжения и теплового излучения расплавов металлов
Поверхностное натяжение алюминия исследовали многие авторы (рис. 2.30). Большой разброс данных (максимальное отклонение вблизи точки плавления составляет 11,2%) можно объяснить химической активностью алюминия, особенно его взаимодействием с кислородом, который на воздухе покрывается очень прочной оксидной пленкой.
Данные 3, 4 и 5 получены методом лежащей капли и хорошо согласуются между собой. Измерения проводились в вакууме (данные 4 и 5) и в среде гелия (данные 3). Чистота металла выбиралась не ниже 99,99%. Данные 7 получены методом большой капли. Измерения проводились на чашке из окиси алюминия при чистоте металла 99,99%. Погрешность измерения составляла 0,5-0,6%). Зависимость, полученная по уравнению (2.9), при энтропии, рассчитанной при переменной теплоемкости [14], удовлетворительно описывает данные 4, 5. Расчетные значения (пунктирная линия рис. 2.30) соответствуют расчету энтропии по теплоемкости, которая не зависит от температуры [82]. Сравнение коэффициентов поверхностного натяжения алюминия, полученных по уравнению (2.9) с расчетами других авторов показано на рис. 2.31. о,мН/м
Галлий. Твердый галлий состоит из молекул Ga2. Предполагают, что такая структура сохраняется в жидком галлии [5]. Рассчитывая поверхностное натяжения галлия по уравнению (2.9), энтропию следует разделить на 2, отнеся ее тем самым к одному атому. Аналогичный подход был использован в работе [149]. Максимальное расхождение поверхностного натяжения по данным 1, 2, 3, 4 и 5 равно 5% (рис. 2.32). Данные 6 получены методом максимального давления в капле в среде водорода, чистота металла не указывается. Нелинейный характер поверхностного натяжения по данным 6 объясняется недостаточной чистотой исследуемого металла [150]. Данные 2, 3, 4 и 5, полученные методом неподвижной капли, хорошо согласуются между собой. Чистота металла для данных 3 и 5 не указывается. В эксперименте для получения данных 4 и 2 использовался галлий чистотой ГлООО. Данные 4 и 2 измерялись в вакууме. Данные 1 получены методом максимального давления в газовом пузырьке в среде аргона, чистота металла неизвестна. Они имеют температурный коэффициент поверхностного натяжения равный 0,11, который превышает все остальные значения, полученные другими авторами.
Индий. Максимальное расхождение экспериментальных данных по поверхностному натяжению индия, полученных различными авторами, вблизи температуры плавления равно примерно 5% (рис. 2.33). Данные 2, 3, 6 и 7 хорошо согласуются между собой. Данные 6 и 8 получены методом лежащей капли в вакууме, чистота индия в опытах соответствовала ИнООО, погрешность эксперимента - 2,5%. Данные 2 измерены методом максимального давления в газовом пузырьке в среде аргона, чистота металла 99,999%. Метод максимального давления в газовом пузырьке использовался для получения данных 3. Чистота индия в опытах составляла 99,999%». Данные 4, полученные методом максимального давления в газовом пузырьке, завышены по сравнению с остальными данными. Экспериментальные точки 5 определены методом неподвижной капли. Опыт проводился в среде гелия на подложке из АЬОз при чистоте металла 99,99%.
Таллий. Максимальное расхождение экспериментальных данных вблизи температуры плавления составляет 6,8% (рис. 2.34). Для определения масштабного коэффициента поверхностного натяжения были выбраны данные под номерами 1 и 2. Данные 1 получены в вакууме методом максимального давления в капле, чистота металла не указывается. Данные 2 измерены методом лежащей капли в среде водорода на подложке из графита, погрешность эксперимента 0,3-0,4%.
Кремний, германий являются полупроводниками, олово и свинец -металлами. При нагревании германий, олово и свинец реагируют со многими неметаллами, образуя соединения, в которых степень окисления германия и олова равна +4, а свинца - +2.
Кремний. Коэффициенты поверхностного натяжения кремния приведены на рис. 2.35. Максимальное расхождение экспериментальных данных разных авторов при температуре плавления равно 5,5%. Данные 1, 2 и 4, полученные методом лежащей капли в среде гелия и в вакууме, хорошо согласуются между собой. Во всех трех случаях чистота металла не хуже 99,999%). Данные 3 получены методом лежащей капли в среде гелия, в качестве исследуемого материала использовался монокристаллическии кремний с удельным сопротивлением 2 Ом/мм.
