Viscosity of Al-Ni melts with small nickel content

Анатолий Леонидович Бельтюков, Владимир Иванович Ладьянов, Алексей Юрьевич Корепанов, Иван Анатольевич Бельтюков

Research output: Contribution to journalArticleResearchpeer-review

Abstract

The temperature dependences (from the melting temperature to 1200 °C) of the kinematic viscosity of liquid aluminum and Al-Ni alloys with a nickel content of up to 1 at.% were obtained by the method of torsional vibrations. For all the liquid alloys studied, the temperature dependences of the viscosity obtained in the heating and cooling regimes coincide. Approximation of temperature dependences by the Arrhenius equation is carried out. For the liquid aluminum and the melts with a nickel content below 0.5 % inclusive, we discovered a deviation of the temperature dependences of the viscosity from the Arrhenius dependence. We might divide polytherms of the viscosity of these melts into two temperature intervals; in each interval, the dependence is described by the Arrhenius dependence. The fracture temperature does not depend on the nickel content and is close to 910 °C. With an increase in the nickel content in the melt, the fracture effect decreases. The polytherm of the viscosity of a melt containing 1.0 % nickel is described by the Arrhenius equation throughout the temperature range studied. The deviation of the melt viscosity polytherms from the Arrhenius equation is probably caused by a structural transformation in the liquid aluminum. We explain the decrease of the deviation of the temperature dependence of the viscosity from the Arrhenius equation with increasing nickel content by a change in the structure of the melt upon alloying. It is assumed that clusters consisting of Ni atom and surrounding Al atoms (Al(Ni) cluster) are formed in the melt even at low nickel contents. An increase of the nickel content leads to growth of number of Al(Ni) clusters and a decrease of the volume fraction of the melt with a short ordering characteristic for liquid aluminum. Concentration dependences of viscosity and activation energy of viscous flow are constructed. An increase of the nickel content in the melt leads to growth of values of the viscosity and activation energy of the viscous flow. The most intensive growth of values of the viscosity is observed with an increase in the nickel content to 0.15 %.
Translated title of the contributionViscosity of Al-Ni melts with small nickel content
Original languageRussian
Pages (from-to)600-609
Number of pages10
JournalХимическая физика и мезоскопия
Volume19
Issue number4
Publication statusPublished - 2017

Fingerprint

nickel
viscosity
temperature dependence
aluminum
viscous flow
liquids
deviation
activation energy
intervals
torsional vibration
liquid alloys
temperature
alloying
atoms
kinematics
melting
cooling
heating
energy
approximation

GRNTI

  • 31.17.00

Level of Research Output

  • VAK List

Cite this

Бельтюков, Анатолий Леонидович ; Ладьянов, Владимир Иванович ; Корепанов, Алексей Юрьевич ; Бельтюков, Иван Анатольевич. / ВЯЗКОСТЬ РАСПЛАВОВ AL-NI С МАЛЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НИКЕЛЯ. In: Химическая физика и мезоскопия. 2017 ; Vol. 19, No. 4. pp. 600-609.
@article{7bc8cc81a94446deb7f77d202e98ca95,
title = "ВЯЗКОСТЬ РАСПЛАВОВ AL-NI С МАЛЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НИКЕЛЯ",
abstract = "Методом крутильных колебаний получены температурные зависимости (от ликвидуса до 1200 °С) кинематической вязкости жидких алюминия и сплавов Al-Ni с содержанием никеля до 1 ат. {\%}. Для всех исследованных жидких сплавов температурные зависимости вязкости, полученные в режимах нагрева и охлаждения, совпадают. Для жидкого алюминия и расплавов с содержанием никеля до 0,5 ат. {\%} включительно обнаружено отклонение политерм вязкости от аррениусовской зависимости. Построены концентрационные зависимости вязкости и энергии активации вязкого течения. Увеличение содержания никеля в расплаве приводит к росту значений вязкости и энергии активации вязкого течения.",
author = "Бельтюков, {Анатолий Леонидович} and Ладьянов, {Владимир Иванович} and Корепанов, {Алексей Юрьевич} and Бельтюков, {Иван Анатольевич}",
year = "2017",
language = "Русский",
volume = "19",
pages = "600--609",
journal = "Химическая физика и мезоскопия",
issn = "1727-0227",
publisher = "Институт математики и механики им. Н.Н. Красовского УрО РАН",
number = "4",

}

ВЯЗКОСТЬ РАСПЛАВОВ AL-NI С МАЛЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НИКЕЛЯ. / Бельтюков, Анатолий Леонидович; Ладьянов, Владимир Иванович; Корепанов, Алексей Юрьевич; Бельтюков, Иван Анатольевич.

In: Химическая физика и мезоскопия, Vol. 19, No. 4, 2017, p. 600-609.

Research output: Contribution to journalArticleResearchpeer-review

TY - JOUR

T1 - ВЯЗКОСТЬ РАСПЛАВОВ AL-NI С МАЛЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НИКЕЛЯ

AU - Бельтюков, Анатолий Леонидович

AU - Ладьянов, Владимир Иванович

AU - Корепанов, Алексей Юрьевич

AU - Бельтюков, Иван Анатольевич

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Методом крутильных колебаний получены температурные зависимости (от ликвидуса до 1200 °С) кинематической вязкости жидких алюминия и сплавов Al-Ni с содержанием никеля до 1 ат. %. Для всех исследованных жидких сплавов температурные зависимости вязкости, полученные в режимах нагрева и охлаждения, совпадают. Для жидкого алюминия и расплавов с содержанием никеля до 0,5 ат. % включительно обнаружено отклонение политерм вязкости от аррениусовской зависимости. Построены концентрационные зависимости вязкости и энергии активации вязкого течения. Увеличение содержания никеля в расплаве приводит к росту значений вязкости и энергии активации вязкого течения.

AB - Методом крутильных колебаний получены температурные зависимости (от ликвидуса до 1200 °С) кинематической вязкости жидких алюминия и сплавов Al-Ni с содержанием никеля до 1 ат. %. Для всех исследованных жидких сплавов температурные зависимости вязкости, полученные в режимах нагрева и охлаждения, совпадают. Для жидкого алюминия и расплавов с содержанием никеля до 0,5 ат. % включительно обнаружено отклонение политерм вязкости от аррениусовской зависимости. Построены концентрационные зависимости вязкости и энергии активации вязкого течения. Увеличение содержания никеля в расплаве приводит к росту значений вязкости и энергии активации вязкого течения.

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=32341283

M3 - Статья

VL - 19

SP - 600

EP - 609

JO - Химическая физика и мезоскопия

JF - Химическая физика и мезоскопия

SN - 1727-0227

IS - 4

ER -