在超冷的Zr80Pt20液体中动较慢的核化动力学 - - 国际空间站的地球和微重力实验

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 物理化学 物理化学
• 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学

背景情况:

• 金属液体中的核化动力学受到流体流动的影响,例如马兰戈尼和引力诱导的流动.
• 合流量模型 (CFM) 预测,当远程扩散对于原子运输到核集群至关重要时,增加的核化速度会更快.
• 对金属液体中作用的实验研究很少,限制了理论模型的验证.

研究的目的:

• 为了研究在Zr80Pt20欧液中的核化动力学上的作用.
• 为了比较静止 (静电悬浮) 和 (电磁悬浮) 条件下的核化行为.
• 阐明理论预测与实验观测关于对金属液体核的效应之间的差异.

主要方法:

• 使用地面静电悬浮用于静止状态,以及国际空间站的电磁悬浮装置用于控制动.
• 在Zr80Pt20欧性液体上进行数百次核化循环.
• 采用地面同步X射线研究来分析结晶液体并识别核相.

主要成果:

• 与对欧特克组合的预期相反,Zr80Pt20液体中的初级核形成了一个二元相 (i相),而不是平衡的欧特克相混合物.
• 随后,i相/液体混合物在大约5秒后转化为平衡欧特克相混合物.
• 实验结果表明,动显著减缓了i相的核化动力学,这与CFM的预测相矛盾.

结论:

• 动阻碍,而不是增强,Zr80Pt20液体中二元体相的核化动力学,表明在这些条件下CFM的分解.
• 尽管Zr80Pt20是一种优质化合物,但i相的异质核化仍然无法解释.
• 需要进一步的研究,以了解负责核化动力学与和偏好异质核化的观察下降的潜在机制.