ПРО БУДОВУ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ ОКСИДНИХ РОЗПЛАВІВ: DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2209.2024.1(59).9

Володимир  СОКОЛЬСЬКИЙ; Олександр РОЇК; Володимир КАЗІМІРОВ; Дмитро  ПРУТСКОВ; Ігор ГОНЧАРОВ

Автор(и)

Володимир СОКОЛЬСЬКИЙ Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0003-3690-4768
Олександр РОЇК Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0001-9705-1100
Володимир КАЗІМІРОВ Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0002-0285-8209
Дмитро ПРУТСКОВ Запорізький національний університет https://orcid.org/0000-0003-0841-9343
Ігор ГОНЧАРОВ Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона Національної академії наук України https://orcid.org/0000-0003-2915-0435

Ключові слова:

оксидні розплави, високотемпературні ренгеноструктурні дослідження , локальна атомна структура, модель розплавів флюсів

Анотація

Здійснено огляд експериментальних рентгенодифракційних даних із дослідження структури розплавів зварювальних флюсів. Отримані з дифракційних даних структурні фактори (СФ) розплавів подібні один на одного, хоча флюси сильно відрізняються за хімічним складом. Це вказує на те, що будова оксидних розплавів базується на певних атомних кластерах із подібною локальною атомною структурою. Показано, що такими кластерами є щільні некристалічні пакування атомів кисню, які відіграють основну роль у формуванні будови розплавів зварювальних флюсів. Розглянуто структурну модель оксидних розплавів, яка узгоджується із даними високотемпературних рентгенодифракційних досліджень. Згідно з цією моделлю нанорозмірні кластери з атомів кисню (нанокластери), які мають щільне пакування, рівномірно розташовані в середовищі ("квазігаз"), яке характеризується менш щільною атомною упаковкою та значно меншими розмірами атомних кластерів. Щільне пакування атомів кисню в нанокластерах має октаедричні та тетраедричні пустоти, які частково заповнені катіонами. Невеликі за розміром катіони (Si⁴⁺) займають тетраедричні пустоти, тоді як великі за розміром катіони (Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺) займають лише октаедричні пустоти. Катіони Al³⁺ можуть займати як тетраедричні, так і октаедричні пустоти.

Посилання

Frenkel, Ya. (1975). Kinetic theory of liquids. Series: "Classics of science". Nauka [in Russian].

Mackay, A. L. (1962). A dense non-crystallographic packing of equal spheres. Acta Crystallographica, 10, 916–918. https://doi.org/10.1107/S0365110X6200239X

Rusanov, A. (2003). Nanotermodinamika. Jurnal fizicnoi khimii. 10, 1736–1741 [in Ukrainian].

Sokol'skii, V. E, Kazimirov, V. P., & Kuzmenko, V. G. (2000). Model of the structure of oxide-fluoride melts based on close packing of oxygen atoms. Problemi special'noy elektrometallurgii, 4, 66-73 [in Russian].

Sokol'skii, V., Kazimirov, V., Shovsky, V. et al. (2008). Achievements of the Department of Physical Chemistry of Taras Shevchenko Kyiv National University and the Department of Welding Materials of the E. O. Paton Electric Welding Institute in slag systems research.Visnyk Kyivs'koho natsional'nogo universsytetu imeni Tarasa Shevchenka. Khimia, 46, 14-18. PPC "Kyiv University" [in Ukrainian].

Sokol'skii, V. E., Roik, O. S., Kazimirov, V. P., & Bershudsky, E. Y. (2018). On the structure of complex oxide melts (p.2) Ukr. khim. zhurn., 5, 23–33 [in Ukrainian]

Sokol'skii ,V., Kazimirov, V., Lisniak, V., Roik, O., Goncharov, I., & Galinich, V. (2015). Welding Fluxes: Structural and physicochemical aspects of slag melts. PPC "Kyiv University".

Sokol'skii, V., Roik, O., Kazimirov, V., Pruttskov, D., Yakovenko, O., & Sokolsky, G. (2022). Cluster structure of complex oxide melts. Materials Today: Proceedings 62, 7731–7737. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.03.720