Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

При сравнении поверхностного натяжения двух базовых сплавов Al-Ti - 6,24 Nb и Al-Ti - 4,59 Ta видно (табл. 4), что у ниобиевого сплава поверхностное натяжение ниже, чем у танталового, что, вероятно, также связано с меньшим содержанием титана. Можно отметить, что со снижением концентрации Nb и Ti в сплавах Al-Ti - 6,24 Nb, Al-Ti - 5,32 Nb - 0,06 Gd, Al-Ti - 5,27 Nb - 0,05 Y поверхностное натяжение уменьшается. В базовом сплаве Al-Ti - 4,59 Ta поверхностное натяжение увеличивается с ростом содержания тантала. Введение Gd и Y в этот сплав почти не влияет на изменение поверхностного натяжения. Характер изменения значений плотности от состава имеет аналогичный характер. Экспериментальные значения поверхностного натяжения и плотности металлического расплава определяли методом лежащей капли [8-10]. Суть метода заключается в расплавлении навески металла на горизонтальной подложке и последующем измерении геометрических параметров капли при заданной температуре [10]. Форма капли жидкости зависит от поверхностного натяжения жидкости, а также от разности плотностей соприкасающихся фаз. Измерения проводили в водоохлаждаемой вакуумной печи, изготовленной из нержавеющей стали. Использовали керамические подложки из оксида бериллия или алюминия. Для съёмки капли применяли цифровую камеру Sony А -100 с 10-мегапиксельной CCD-матрицей и длиннофокусным объективом марки Tamron A f 28-300 mm. Результаты регистрировали на ПК и при помощи графического пакета определяли истинные размеры образца. Как следует из табл. 5, значения о с ростом температуры линейно уменьшались. Введение Gd и Y в базовый сплав Al-Ti - 6,24 Nb способствовало увеличению поверхностного натяжения, причём в большей степени это происходило при легировании иттрием. Добавки иттрия к образцу Al-Ti - 4,59 Ta практически не влияли на изменение поверхностной энергии этого сплава. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 343-349. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 343-349. Таблица 5 Экспериментальные данные по поверхностному натяжению и плотности сплавов Температура, К Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 4 Опыт 6 о, мДж/м 2 P, кг/м 3 о, мДж/м 2 P, кг/м 3 о, мДж/м 2 P, кг/м 3 о, мДж/м 2 P, кг/м 3 о, мДж/м 2 P, кг/м 3 1773,15 968 3720 - - - - - - - - 1848,15 910 3660 - - - - - - - - 1873,15 870 3640 895 3950 1095 3660 1051 6260 1055 - 1923,15 845 3580 869 3920 1060 3590 1040 6180 1045 - 1973,15 814 3510 839 3850 1016 3530 1 0 2 1 6140 1038 4360 2023,15 - - 814 3780 - - 956 6020 984 4170 2048,15 - - - - 955 3520 - - - - 2073,15 787 3490 780 3610 - - 945 5870 - - 2123,15 744 3470 740 3510 922 3500 935 5810 957 4130 2173,15 - - 694 3460 863 3500 920 5620 916 4070 Легирование базового сплава Al-Ti - 6,24 Nb иттрием и гадолинием практически не отражалось на величине значений плотности (табл. 5). При замене Nb на Ta наблюдалось увеличение значений плотности, что, видимо, связано с разницей показателей плотности для чистых элементов: PNb — 8570 кг/м 3 и pTa — 16650 кг/м 3 (см. табл. 3). В целом можно отметить, что при изучении поверхностного натяжения и плотности экспериментальные результаты хорошо согласовались с расчётными данными. Для исследования поверхностного натяжения и плотности оксидных расплавов применяли метод максимального давления в газовом пузыре [8-10]. Эксперименты проводили в атмосфере аргона или азота. Для измерений использовали алундовые капилляры диаметром 4 мм со сточенным © Русских А. С., Осинкина Т. В., Жилина Е. М., Красиков С. А., 2024 346