ПРОСТОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена возможность применения метода сидящей капли для определения капиллярной постоянной и поверхностного натяжения металлических расплавов путем измерения параметров капли после ее кристаллизации. Метод вполне применим, если в результате фазового перехода изменение объема капли мало и находится в пределах ошибки цифрового воспроизведения ее профиля. В качестве примеров исследованы чистые индий, олово и свинец. Изучена роль флюса в экспериментах. Разработан и численно реализован новый алгоритм определения капиллярной постоянной по профилю капли, основанный на решении уравнения Юнга–Лапласа и симплекс-методе оптимизации Нелдера–Мида.

Об авторах

Аслан Артурович Сокуров

Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: asokuroff@gmail.com
Россия, ул. Шортанова, 89А, Нальчик, Кабардино-Балкарская Республика, 360000

Серго Шотович Рехвиашвили

Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН

Email: rsergo@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1514-857X
SPIN-код: 6212-6665
Scopus Author ID: 6701418795
Россия, ул. Шортанова, 89А, Нальчик, Кабардино-Балкарская Республика, 360000

Дахир Сайдулахович Гаев

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова

Email: dahir@mail.ru
Россия, ул. Чернышевского, 173, Нальчик, Кабардино-Балкарская Республика, 360004

Список литературы

  1. Попель С.И. Поверхностные явления в расплавах. М.: Металлургия, 1994. 432 с.
  2. Seetharaman S. Fundamentals of metallurgy. Woodhead Publishing Ltd, 2005. 574 р.
  3. Ниженко В.И., Флока Л.И. Поверхностное натяжение жидких металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1981. 208 с.
  4. Русанов А.И., Прохоров В.А. Межфазная тензиометрия. СПб.: Химия, 1994. 397 с.
  5. Прохоренок Н. OpenCV и Java. Обработка изображений и компьютерное зрение. СПб.: БХВ-Петербург, 2018. 320 с.
  6. Лакедемонский А.В., Хряпин В.Е. Справочник паяльщика. М.: Машиностроение, 1967. 327 с.
  7. Лашко С.В., Лашко Н.Ф. Пайка металлов. М.: Металлургия, 1988. 376 с.
  8. Emelyanenko A.M., Boinovich L.B. The role of discretization in video image processing of sessile and pendant drop profiles // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2001. V. 189. P. 197–202.
  9. Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. Применение цифровой обработки видеоизображений для определения параметров сидящих и висящих капель // Коллоидный Журнал. 2001. Т. 63. № 2. С. 178–193.
  10. Емельяненко А.М., Бойнович Л.Б. Применение динамической пороговой обработки видеоизображений для определения поверхностного натяжения жидкостей и углов смачивания // ПТЭ. 2002. Т. 45. № 1. С. 52–57.
  11. Матюхин С.И., Фроленков К.Ю. Измерение краевого угла смачивания как метод исследования адгезионных свойств поверхности и энергетического состояния молекул на границе раздела двух фаз // Конденсированные среды и межфазные границы. 2003. Т. 5. № 2. С. 216–220.
  12. Директор Л.Б., Зайченко В.М., Майков И.Л. Усовершенствованный метод лежащей капли для определения поверхностного натяжения жидкостей // ТВТ. 2010. Т. 48. № 2. С. 193–197.
  13. Egry I., Ricci E., Novakovic R., Ozawa S. Surface tension of liquid metals and alloys - Recent developments // Adv. Colloid Interface Sci. 2010. V. 159. Nо. 2. P. 198–212.
  14. Сокуров А.А., Рехвиашвили С.Ш. Моделирование равновесных капиллярных поверхностей с учетом размерной зависимости поверхностного натяжения // Конденсированные среды и межфазные границы. 2013. Т. 15. № 2. С. 173–178.
  15. Сокуров А.А. Расчет равновесного объема малой лежащей капли // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2018. № 3(23). C. 140–147.
  16. Nelder J.A., Mead R. A Simplex method for function minimization // Comput. J. 1965. V. 7. Nо. 4. P. 308–313.
  17. Padday J.F. Heights of sessile drops and meniscus properties // Nature. 1963. V. 198. Nо. 4878. P. 378–379.
  18. Padday J.F. Sessile drop profiles: corrected methods for surface tension and spreading coefficients // Proc. B. Soc. Lond. A. 1972. V. 330. P. 561–572.
  19. Ryley D.J., Khoshaim B.H. A new method of determining the contact angle made by a sessile drop upon a horizontal surface (sessile drop contact angle) // J. Colloid Sci. 1977. V. 59. Nо. 2. P. 243–251.
  20. Malcolm J.D., Elliott C.D. Interfacial tension from height and diameter of a single sessile drop or captive bubble // Can. J. Chem. Eng. 1980. V. 58. P. 151–153.
  21. Birdil K.S., Vul D.T., Winter A. Interfacial tension of liquids from the height and contact angle of a single sessile drop // Colloid Polym. Sci. 1988. V. 266. P. 849–854.
  22. O'Brien S.B.G.M., van den Brule B.H.A.A. Shape of a small sessile drop and the determination of contact angle // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1991. V. 87. Nо. 10. P. 1579–1583.
  23. Prokop R.M., del Rio O.I., Niyakan N., Neumann A.W. Interfacial tension from the height and diameter of sessile drops and captive bubbles with an arbitrary contact angle // Can. J. Chem. Eng. 1996. V. 74. P. 534–541.
  24. Behroozi F., Behroozi P.S. Reliable determination of contact angle from the height and volume of sessile drops // Am. J. Phys. 2019. V. 87. P. 28–32.
  25. Howie F.H., Hondros E.D. The surface tension of tin lead alloys in contact with fluxes // J. Mater. Sci. 1982. V. 17. P. 1434–1440.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).