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

до толщины 0,1 мм наконечником. Капилляр погружался в жидкий расплав, затем продували инертный газ и измеряли давление, необходимое для отрыва пузырька с конца капилляра. Поверхностное натяжение рассчитывали по уравнению о = у (Н р м - hp ж) , (5) где r — радиус капилляра; g — ускорение свободного падения; H — высота столба жидкости в манометре; h — глубина погружения капилляра; рм и рж — плотности жидкости в манометре и расплава соответственно [ 6 ]. Плотность определяли по формуле p _ ^ max ( 6 ) Ah Результаты измерений поверхностного натяжения и плотности оксидных расплавов показали, что с увеличением температуры (1773-1973 К) и изменением состава значения этих свойств изменялись незначительно: о — 340-370 мДж/м 2 и р — 2900-3300 кг/м3. Оценку межфазного натяжения между металлом и шлаком рассчитывали на основе разницы между экспериментальными значениями поверхностного натяжения металла и шлака (по правилу Антонова) [ 8 , 9]: О а в = ОА- ОВ, (7) где оав — межфазное натяжение; оа и ов — поверхностное натяжение сплава и шлака соответственно. Различие в значениях о (500-700 мДж/м2) между металлом и шлаком говорит о степени взаимной растворимости расплавов, и, чем оно больше, тем лучше происходит разделение металла и шлака. При выполнении расчётов приняли усреднённое значение поверхностного натяжения шлака равным 350 мДж/м2. Полученные сведения указывают на то, что в исследованном диапазоне составов и температур введение Gd или Y увеличивает межфазное натяжение шлака с базовым сплавом Al-Ti - 6,24 Nb, что улучшит разделение металла и шлака при алюминотермическом получении этого сплава. Добавки Y в базовый сплав Al-Ti - 4,59 Ta не дают подобного эффекта, так как практически не влияют на величину межфазного натяжения. Следует отметить, что разница плотностей металла и шлака для ниобиевых сплавов составила 500-700 кг/м3, для танталовых сплавов — 4000-6000 кг/м3. Следовательно, можно ожидать, что при алюминотермическом синтезе сплавов с танталом будет реализовано лучшее разделение металла и шлака. Выводы Исследованы поверхностные и межфазные свойства сплавов Al-Ti (Nb, Ta, Gd, Y). Результаты расчётов и экспериментов показали, что с ростом температуры поверхностное натяжение и плотность сплавов Al-Ti (4,5-6,2 %) Nb и Al-Ti (4,6-6,1 %) Ta уменьшалось. При введении в базовые сплавы Gd и Y в количестве 0,6-3,1 мас. % поверхностное натяжение и плотность изменялись незначительно. Межфазное натяжение между металлом и шлаком при оценке по экспериментальным данным составило 500-700 мДж/м2, что в сочетании со значительной разницей по плотностям (500-6000 кг/м3) свидетельствует о хорошем разделении продуктов при осуществлении металлотермической плавки. Список источников 1. Toshimitsu T. Effects o f high niobium addition on the mechanical properties and high-temperature deformability o f gamma TiAl alloy // Intermetallics. 2002. Vоl. 10 (3). P. 239-245. https://doi.org/10.1016/S0966-9795(01)00121-2. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 343-349. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 343-349. © Русских А. С., Осинкина Т. В., Жилина Е. М., Красиков С. А., 2024 347