Журнал «РАСПЛАВЫ» №4, июль – август 2026

Использование отходов Mo-лигатур для синтеза композиционных материалов на основе Al

Бакланов М.Н., Еселевич Д.А., Шевченко В.Г., Кобяков С.В. 

Аннотация. В работе выполнена аттестация (анализ химического, фазового и гранулометрического состава) дисперсных отходов дробеметной зачистки лигатуры АМТ-1 (молибден (48–52 мас. %), титан (6–9 мас. %), алюминий (остальное)), образующихся при промышленном производстве. Установлено, что пыль дробеметная (ПД) представляет собой механическую смесь Mo₃Al, Ti₃Al, Al₂O₃, Fe и Fe₂O₃. Предложена эффективная возможность использования отходов производства для синтеза дисперсно-упрочненных композиционных материалов на основе Al. Методами РФА (рентгенофазового анализа) и СЭМ (сканирующей электронной микроскопией) показано, что в процессе спекания смеси Al+ПДАМТ-1 образуется композиционный материал, в котором равномерно распределены в алюминиевой матрице (твердые растворы Mo и Ti в Al) упрочняющие интерметаллиды (Mo₃Al, Ti₃Al и Fe₄Al₁₃). Полученные результаты обосновывают возможность вовлечения отходов дробеметной зачистки лигатуры АМТ-1 в повторный передел для синтеза дисперсно-упрочненных композитов.

Ключевые слова: лигатура (Mo-Ti-Al), пыль дробеметная, алюминий, дисперсно-упрочненный композит, аморфизация, механические свойства

DOI: 10.7868/S3034571526040013

Расплавы. 2026;(4):337–351

Изучение корреляций между электропроводностью и параметрами ориентационной и колебательной релаксации NO3- в расплавленном нитрате лития

Гафуров М.М., Кубатаев З.Ю., Рабаданов К.Ш. 

Аннотация. Исследованы корреляции между молекулярно-релаксационными параметрами аниона NO₃– и электропроводностью расплавленного нитрата лития в температурном диапазоне 250–400 °С. Выявлены корреляции между временами ориентационной, колебательной релаксации, угловым шагом диффузии нитрат-иона, однородным и неоднородным уширением контура полосы полносимметричнного колебания V₁ и соответствующими данными по электропроводности расплава LiNO₃ в широком интервале температур. Показано, что корреляция между процессами колебательной дефазировки молекулярного аниона и трансляционной подвижностью катионов выражена слабо, тогда как частота переориентаций и угловой шаг диффузии NO₃– прямо коррелируют с ростом электропроводности. Предложен механизм, стимулирования переноса катионов в расплаве поворотными движениями молекулярных анионов.

Ключевые слова: нитрат лития, время колебательной релаксации, время ориентационной релаксации, угловой шаг диффузии, эффективный момент инерции, дифференциально термический анализ, спектроскопия комбинационного рассеяния

DOI: 10.7868/S3034571526040021

Направленное затвердевание с двухфазной областью при наличии конвекции в расплаве

Торопова Л.В., Корозникова И.Е., Иванов А.А., Александрова И.В., Маковеева Е.В., Александров Д.В. 

Аннотация. Сформулирована математическая модель процесса направленного затвердевания бинарного расплава с постоянной скоростью при наличии двухфазной области и конвективного течения в жидкости. Модель учитывает конвективно-кондуктивный тепломассоперенос и ненулевое значение доли твердой фазы на границе «двухфазная область – расплав». Нелинейная математическая модель состоит из уравнений тепломассопереноса и граничных условий к ним на подвижных границах «твердая фаза – двухфазная область» и «двухфазная область – жидкая фаза». Построено аналитическое решение сформулированной модели в параметрическом виде. Параметром решения является доля твердой фазы. Найдены концентрация бинарного расплава, температура и доля твердой фазы в двухфазной области, определены ее протяженность и скорость движения ее границ, найдены нелинейные уравнения для определения граничных значений доли твердого материала на подвижных границах «твердая фаза – двухфазная область» и «двухфазная область – жидкая фаза». Показано, что эти уравнения могут иметь два решения при фиксированных теплофизических параметрах процесса затвердевания. Одно из решений соответствует убывающей, а другое – возрастающей доле твердой фазы в двухфазной области. При этом ненулевое граничное значение доли твердого материала на границе «двухфазная область – жидкая фаза» определяется интенсивностью конвективного течения в расплаве. Показано, что увеличение температурного градиента в твердом материале, уменьшение температурного градиента в расплаве и скорости трения увеличивают скорость квазистационарного затвердевания. Это связано с тем, что рост скорости трения увеличивает интенсивность перемешивания и выравнивает температурное и концентрационное поля в жидкости, а рост температурного градиента в твердом материале увеличивает тепловой поток в твердую фазу.

Ключевые слова: направленное затвердевание, двухфазная область, квазиравновесный процесс, распределение твердой фазы, бинарные расплавы, конвективно-кондуктивный тепломассоперенос.

DOI: 10.7868/S3034571526040039

Взаимодействие монокарбидов тантала и вольфрама в расплаве меди

Бодрова Л.Е., Шубин А.Б., Федоров С.А., Федорова О.М., Гойда Э.Ю. 

Аннотация. Получены модельные композиционные сплавы TaC-WC-Cu (с соотношением TaC:WC1:1 и 1:3 по массе) кратковременным электродуговым переплавом коммерческих порошков карбидов и прутков меди. Структура и фазовый состав композитов изучены методами световой и электронной микроскопии (во вторичных и обратно-рассеянных электронах), а также рентгенофазовым анализом. Проанализировано изменение состава и структуры межфазных границ карбид/матрица и показана структурная целостность интерфейса на всех уровнях взаимодействия карбид-карбид, карбид-матрица. Обнаружено перераспределение ТаС между медной матрицей и карбидными фазами, в результате которого сформировалось микрогетерогенное строение матрицы с однородным распределением меди и карбида тантала. Обнаружена высокая скорость взаимодействия карбидов в расплаве меди с образованием твердых растворов (Ta,W) C на базе ГЦК-решетки ТаС и их последующим распадом. Установлено, что структура распада твердых растворов находится в границах первичных зерен карбида тантала и не приводит к ожидаемому полному их диспергированию, так как процесс распада не закончен. Обнаружена сегрегация углерода между карбидными фазами. Предложен механизм образования – распада твердых растворов (Ta,W)C в расплаве меди при данном методе синтеза композитов. Дальнейшие исследования в этом направлении могут выявить необходимые условия для получения композитов с полностью самодиспергированными карбидами.

Ключевые слова: расплав меди, карбиды TaC и WC, взаимодействие, распад твердых растворов

DOI: 10.7868/S3034571526040047

Структурные и координационные свойства расплавов TiF₄-MF (M = Li, Na, K)

Антипов С.В., Стулов Ю.В., Кузнецов С.А. 

Аннотация. В работе представлены результаты молекулярно-динамического моделирования структурных и координационных свойств расплавов фторидов щелочных металлов, содержащих тетрафторид титана. Исследованы изменения структурных характеристик комплексов титана в расплаве в зависимости от концентрации тетрафторида титана и природы катиона щелочного металла. Анализ радиальных и угловых функций распределения показал, что во всех изученных расплавах первая координационная сфера катионов титана состоит из 6 фторид анионов, формирующих искаженное октаэдрическое окружение. В концентрированных расплавах обнаружены полиядерные фтортитанатные комплексы предпочтительного состава [Ti₂F₁₁]^3-, степень образования которых зависит от природы катиона щелочного металла. Формирование полиядерных комплексов титана приводит к заметным отличиям в структуре разбавленных и концентрированных расплавов за пределами первой координационной сферы катионов Ti⁴⁺. Установлено, что увеличение радиуса и снижение поляризующей способности катионов в ряду Li-Na-K приводят к увеличению прочности связи Ti-F в комплексах титана.

Ключевые слова: фтортитанатные комплексы, расплавы, щелочные металлы, координационные свойства, молекулярная динамика, функция распределения

DOI: 10.7868/S3034571526040054

Химический синтез вольфрамата лантана в трехкомпонентных взаимных системах M, Lа // Cl, WO₄ (М = щелочные металлы) и в расплаве фонового электролита

Расулов А.И., Кочкаров Ж.А., Кабардов А.Б., Джарбаева З.М. 

Аннотация.  Проведено теоретическое и экспериментальное исследование фазовых диаграмм трехкомпонентных взаимных систем M, Lа // Cl, WO₄ (М = щелочные металлы). Методом дифференциального термического анализа выявлены триангулирующие (стабильные) сечения, разбивающие квадраты составов трехкомпонентных взаимных систем M, Lа // Cl, WO₄ (М = щелочные металлы) на симплексы триангуляции. Методом конверсии с использованием результатов триангуляции выявлены основные химические реакции обмена и комплексообразования. Установлено, что трехкомпонентные взаимные системы M, Lа // Cl, WO₄ (М = щелочные металлы) относится к сингулярным необратимо-взаимным, а химические реакции обмена и комплексообразования проявляются в равной степени. Осуществлен химический синтез вольфрамата лантана в ионных расплавах трехкомпонентных взаимных систем M, Lа // Cl, WO₄ (М = щелочные металлы). Химический синтез вольфрамата лантана проведен также с использованием эвтектической нитратно-хлоридной смеси, состоящей из 30,5% LiNO₃, 60% KNO₃, 9,5% KCl и плавящейся при 130^оС, взятой в качестве фонового электролита, что позволило значительно снизить температуру и повысить скорость реакции процесса химического синтеза вольфрамата лантана. В некоторых образцах обнаружен двойной вольфрамат лантана Na₂WO₄•Lа₂(WO₄)₃. Идентификация синтезированных образцов вольфрамата лантана проведен рентгенофазовым анализом (РФА) на дифрактометре Bruker D8 Advance (CuKα-излучение).

Ключевые слова. Ионные эвтектические расплавы, трехкомпонентные взаимные системы, вольфрамат лантана, химический синтез

DOI: 10.7868/S3034571526040062

Адиабатическая сжимаемость на линии насыщения смесей галогенидов щелочных металлов и серебра

Степанов В.П. 

Аннотация. Адиабатическая сжимаемость несмешивающихся жидких смесей LiF + AgI, LiCl + AgI, LiBr + AgI, LiCl + AgBr и NaCl + AgI в температурном диапазоне от точки плавления до критической температуры смешивания исследована с использованием значений скорости звука, измеренных импульсным методом, и величин плотности, определенных с помощью гидростатического взвешивания. Показано, что сжимаемость верхней фазы уменьшается, а нижней фазы увеличивается при повышении температуры из-за суперпозиции интенсивности теплового движения ионов и изменения состава фаз. Разница в величинах сжимаемости для равновесных фаз уменьшается с повышением температуры. Вблизи критической точки смешивания исследуемые системы строго подчиняются теореме соответственных состояний, при этом критический показатель в среднем составляет 0.42. Это примерно на 13% ниже значений, характерных для расплавов галогенидов щелочных металлов, где преобладают дальнодействующие кулоновские силы. Различия в поведении расплавов могут быть обусловлены тем, что галогениды серебра занимают промежуточное положение между типичными ионными солями и полностью ковалентными соединениями.

Ключевые слова: фазовые равновесия, сегрегация, критичность, расплавы солей, сжимаемость

DOI: 10.7868/S3034571526040070

К вопросу о динамической устойчивости объемной кристаллизации

Маковеева Е.В., Александров Д.В., Глебова А.Е., Александров Е.Д., Торопова Л.В.

Аннотация. В работе выполнен анализ динамической устойчивости процесса непрерывной кристаллизации. Для этого развита математическая модель объемной кристаллизации пересыщенной (переохлажденной) жидкости с учетом флуктуаций в скоростях роста зародышей твердой фазы. Математическая модель учитывает отвод кристаллов продукта из кристаллизатора и приток примеси извне в раствор для поддержания его пересыщения. Интегро-дифференциальная модель процесса кристаллизации состоит из кинетического и балансового уравнений и соответствующих граничных и начальных условий. Кинетическое уравнение является уравнением второго порядка по пространству радиусов кристаллов и содержит стоковое слагаемое, ответственное за отвод кристаллов продукта. Уравнение баланса массы содержит источниковое слагаемое, ответственное за приток примеси в метастабильную жидкость. Найдено точное аналитическое решение модели для стационарного процесса объемной кристаллизации. При увеличении интенсивности отвода кристаллов продукта стационарная функция распределения уменьшается для крупных кристаллов вследствие их отвода из кристаллизатора. При этом, при возрастании интенсивности притока примеси стационарная функция распределения увеличивается для всех размеров кристаллов. Выведена функция распределения кристаллов по радиусам и интегро-дифференциальное уравнение для пересыщения раствора в случае нестационарной кристаллизации. На основе этого нестационарного интегро-дифференциального уравнения проведен линейный анализ динамической устойчивости работы кристаллизатора по отношению к найденным стационарным решениям. Выведены уравнения для скорости усиления возмущений (ampliɱcation rate) и частоты возмущений, описывающие малые отклонения пересыщения и распределения кристаллов по размерам от своих стационарных значений. Выведено уравнение кривой нейтральной устойчивости, определяющее переход устойчивой моды кристаллизации к динамической неустойчивости. Численные расчеты, выполненные на основе развитой теории, показали, что кристаллизация инсулина происходит в режиме слабых затухающих колебаний вблизи стационарных решений.

Ключевые слова: объемная кристаллизация, динамическая устойчивость, двухступенчатая нуклеация, рост кристаллов с флуктуациями

DOI: 10.7868/S3034571526040088