Методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми
This work is devoted to the study of the mechanisms of crystal nucleation in metal melts depending on their shape and volume. The method of physical modeling was applied, using low-temperature (tmlt. ≤ 70 ° C) Wood’s metal alloy and transparent organic media such as camphene and diphenylamine. The e...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-2-5 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Репозитарії
Metal Science and Treatment of Metals| id |
oai:ojs2.localhost:article-340 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Metal Science and Treatment of Metals |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-08-08T07:52:24Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
прозорі органічні середовища розплав температура перегріву переохолодження механізм зародження кристалів швидкість зародкоутворення структура |
| spellingShingle |
прозорі органічні середовища розплав температура перегріву переохолодження механізм зародження кристалів швидкість зародкоутворення структура Chistyakov, O. V. Nuradinov, A. S. Nogovitsyn, A. V. Sirenko, K. A. Baranov, I. R. Nuradinov, I. A. Методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми |
| topic_facet |
transparent organic media melt overheating temperature supercooling crystal nucleation mechanism nucleation rate structure прозорі органічні середовища розплав температура перегріву переохолодження механізм зародження кристалів швидкість зародкоутворення структура |
| format |
Article |
| author |
Chistyakov, O. V. Nuradinov, A. S. Nogovitsyn, A. V. Sirenko, K. A. Baranov, I. R. Nuradinov, I. A. |
| author_facet |
Chistyakov, O. V. Nuradinov, A. S. Nogovitsyn, A. V. Sirenko, K. A. Baranov, I. R. Nuradinov, I. A. |
| author_sort |
Chistyakov, O. V. |
| title |
Методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми |
| title_short |
Методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми |
| title_full |
Методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми |
| title_fullStr |
Методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми |
| title_full_unstemmed |
Методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми |
| title_sort |
методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми |
| title_alt |
Methods of studying mechanisms of crystal nucleation in metal melts depending on their volume and shape |
| description |
This work is devoted to the study of the mechanisms of crystal nucleation in metal melts depending on their shape and volume. The method of physical modeling was applied, using low-temperature (tmlt. ≤ 70 ° C) Wood’s metal alloy and transparent organic media such as camphene and diphenylamine. The experiments were conducted on two types of test specimens: flat samples of small thickness (δ = 0.2 mm) and bulk samples of larger volume in glass tubes (Ø 8 mm).
The transparency of the media and the small thickness of the flat samples made it possible to visually observe the crystallization process and determine the degree of supercooling based on the coolant temperature at which the first crystal appeared. The supercooling level of the bulk samples was determined by characteristic features on their cooling temperature curve — namely, the appearance of plateaus due to the release of crystallization heat.
As a result of the study, it was demonstrated that the rate of nucleation in flat samples of model media directly depends on the activity of the mold wall surfaces. The activity of these surfaces, in turn, is significantly influenced by the degree of overheating of the model melts above the liquidus temperature and the level of their supercooling. In experiments with bulk samples, it was found that, in addition to the activity of the mold wall surfaces, the dependence of the supercooling of the studied media on their overheating is also affected by factors such as the activity of present impurities, as well as fluctuations in temperature and density. |
| publisher |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-2-5 |
| work_keys_str_mv |
AT chistyakovov methodsofstudyingmechanismsofcrystalnucleationinmetalmeltsdependingontheirvolumeandshape AT nuradinovas methodsofstudyingmechanismsofcrystalnucleationinmetalmeltsdependingontheirvolumeandshape AT nogovitsynav methodsofstudyingmechanismsofcrystalnucleationinmetalmeltsdependingontheirvolumeandshape AT sirenkoka methodsofstudyingmechanismsofcrystalnucleationinmetalmeltsdependingontheirvolumeandshape AT baranovir methodsofstudyingmechanismsofcrystalnucleationinmetalmeltsdependingontheirvolumeandshape AT nuradinovia methodsofstudyingmechanismsofcrystalnucleationinmetalmeltsdependingontheirvolumeandshape AT chistyakovov metodikadoslídžennâmehanízmívzarodžennâkristalívurozplavahmetalívvzaležnostívídíhobsâgutaformi AT nuradinovas metodikadoslídžennâmehanízmívzarodžennâkristalívurozplavahmetalívvzaležnostívídíhobsâgutaformi AT nogovitsynav metodikadoslídžennâmehanízmívzarodžennâkristalívurozplavahmetalívvzaležnostívídíhobsâgutaformi AT sirenkoka metodikadoslídžennâmehanízmívzarodžennâkristalívurozplavahmetalívvzaležnostívídíhobsâgutaformi AT baranovir metodikadoslídžennâmehanízmívzarodžennâkristalívurozplavahmetalívvzaležnostívídíhobsâgutaformi AT nuradinovia metodikadoslídžennâmehanízmívzarodžennâkristalívurozplavahmetalívvzaležnostívídíhobsâgutaformi |
| first_indexed |
2025-09-24T18:19:37Z |
| last_indexed |
2025-09-24T18:19:37Z |
| _version_ |
1846554019807363072 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-3402025-08-08T07:52:24Z Methods of studying mechanisms of crystal nucleation in metal melts depending on their volume and shape Методика дослідження механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх обсягу та форми Chistyakov, O. V. Nuradinov, A. S. Nogovitsyn, A. V. Sirenko, K. A. Baranov, I. R. Nuradinov, I. A. transparent organic media melt overheating temperature supercooling crystal nucleation mechanism nucleation rate structure прозорі органічні середовища розплав температура перегріву переохолодження механізм зародження кристалів швидкість зародкоутворення структура This work is devoted to the study of the mechanisms of crystal nucleation in metal melts depending on their shape and volume. The method of physical modeling was applied, using low-temperature (tmlt. ≤ 70 ° C) Wood’s metal alloy and transparent organic media such as camphene and diphenylamine. The experiments were conducted on two types of test specimens: flat samples of small thickness (δ = 0.2 mm) and bulk samples of larger volume in glass tubes (Ø 8 mm). The transparency of the media and the small thickness of the flat samples made it possible to visually observe the crystallization process and determine the degree of supercooling based on the coolant temperature at which the first crystal appeared. The supercooling level of the bulk samples was determined by characteristic features on their cooling temperature curve — namely, the appearance of plateaus due to the release of crystallization heat. As a result of the study, it was demonstrated that the rate of nucleation in flat samples of model media directly depends on the activity of the mold wall surfaces. The activity of these surfaces, in turn, is significantly influenced by the degree of overheating of the model melts above the liquidus temperature and the level of their supercooling. In experiments with bulk samples, it was found that, in addition to the activity of the mold wall surfaces, the dependence of the supercooling of the studied media on their overheating is also affected by factors such as the activity of present impurities, as well as fluctuations in temperature and density. Робота присвячена дослідженню механізмів зародження кристалів у розплавах металів в залежності від їх форми та обсягу. Безпосереднє вивчення процесів, пов'язаних з розливкою металів та їх сплавів надзвичайно ускладнене тим, що вони є непрозорими та протікають за дуже високих температур. Тому у цій роботі застосований метод фізичного моделювання, в якому як об'єкти вивчення використані низькотемпературні (tпл. ≤ 70°С) металевий сплав Вуда та прозорі органічні середовища камфен та дифеніламін. Експерименти проведено на двох типах дослідних зразків: плоскі зразки невеликої товщини (δ = 0,2 мм) і об'ємні зразки більш великих обсягів в скляних пробірках (Ø 8 мм). Плоскі зразки невеликої товщини були застосовані для виключення впливу об'ємних факторів на процес зародкоутворення у розплавах органічних середовищ. Невелика товщина шару розплаву та прозорість середовищ дозволяла візуально спостерігати процес їх кристалізації у часі та фотографувати. Швидкість зародкоутворення у розплавах визначали по кількісті кристалів, що з'явилися в кожний момент їх фіксації за відповідними фотографіями. Для досліджень впливу об'ємних факторів на процес зародкоутворення у розплавах модельних середовищ були використані по три дослідні зразки для кожного об'єму в скляних пробірках. Для забезпечення абсолютної ідентичності умов плавлення та кристалізації модельних сплавів усі три дослідні зразки одночасно піддавали випробуванням. Величину переохолодження зразків, при якому у них відбувається зародження кристалів, визначали за характерними ознаками на температурній кривій їх охолодження – появі плато через виділення тепла кристалізації. В результаті досліджень доведено, що швидкість утворення зародків у плоских зразках модельних середовищ безпосередньо залежить від активності поверхні стінок форми. А активність поверхонь стінок форм, у свою чергу, істотно визначається ступенем перегріву розплавів модельних середовищ над температурою ліквідуса та рівнем їх переохолоджень. В експериментах з об'ємними зразками встановлено, що залежність переохолодження (тобто швидкості утворення зародків) досліджених середовищ від їх перегріву, найімовірніше, обумовлена впливом таких факторів, як активність присутніх домішок, флуктуацій температур та щільності тощо. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2025-06-30 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-2-5 10.15407/mom2025.02.047 Scientific Technical Journal; Vol. 31 No. 2 (2025): Vol. 31 No. 2 (2025): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 47-58 Науково-технічний журнал; Том 31 № 2 (2025): Том 31 № 2 (2025): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 47-58 2664-2441 2073-9583 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-2-5/2025-2-5 Copyright (c) 2025 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |