Флуктуационный механизм вынужденного спинодального распада Бутабаев, Мехриддин Шахабидинович

Введение к работе

Актуальность тема. В настоящее время проводятся интен-ивные исследования по изучению неравновесного состояния адких систем. Особый интерес вызывает исследование тепло-ізнческих свойств сяльно неравновесного состояния таких істем в области критических точек равновесия жидкость-пар, эстворения а т.д. В этой случае, по иере приближения к Tarn точхаы в веществах растут флуктуации концентрации, взаи-эдействие которых друг с другой изменяют состояни системы, m что флуктуацаонные поправки перестают быть малыми.

Известно, что развитие флуктуации непосредственно связа-> 6 неравновесностью, появление которой как правило, обус->влено несоответствием параметров внешней среда с параиет-йш системы. Тако-¹ несоответствие могет возникать в резуль-іте внешних воздействий, згда термодинамические степени іобода системы не успевают прийти в состояние полного рав даесия. В этой связи представляет особый интерес, исследо-ікйе влияния внешних возыудаящих факторов на процессы, про-ікзїщиє в неравновесной реетне. Одним из аспектоз пр^г ^лемы няная внешних р~знущений, на устойчивость состояний жидких [стен является влияние переыешивания на теплофззические па-шетры расслаивающихся бинарных растворов.

Теоретическое рассыотрение степени и характера влияния іепнего перемешивания на кинетику и механизмы развития равновесных процессов в расслаивающихся системах когло бы ть использовано при создании теории неравновесного видного стояния,а в дальнейшем и тля ряда прикладных задач получе-я кикроэнульгированного состояния в бинарных расслаиваю-хся зшдкостях.

Целью диссертационной работы является:

1. На основе существующих экспериментальных данных по учению влр«шия внешних воздействий на процессы спинодаль-го распада бинарных расслаивающихся кэдкостэ" и базовой ории распада кногокошоненткых систем построить тесрети-скую цодель,описывающую эффект перемешивания;

2. На базе создан й. модели провести теоратнческий ана-з неравновесного фазового перехода, обусловленного механи-

ческим переиешванвеы в расслаивающейся систеиэ ывтакол-н-тептан.

3. Рассмотреть возникновение п релаксацию никрогетеро-генного состояния обусловленное внешни воэдействавн.

В соответствии с целью решались следуадие задачи;

3. Определить взаимосвязь кеяду керавновесньш фазовым переходом наблюдавши в эксперименте и процессов . спинодального распада;

4. Построить модель влияния слабого перемешивающего поля на развитие флуктуации концентрации;

5. Проанализировать кинетику начальной стадии вынужденного спинодального распада и зависимость корреляционного радиуса от частоты перемешивания;

6. Рассмотреть воздействие внепшего слабого возиузцэния на.границу абсолютной.неустойчивости однофазного состояния и связанные с этим наблюдаемые изменения на фазовой диаграмме . состояний бинарного раствора;

7. Исследовать ранние стадии структурообразовашя, их характерные масштабы на основе модели релаксационного, микро-гетерсфазното состояния вблизи граници абсолютной неустойчивости -при слабом возмущении..'...

Научная новизна взботы.

8. Установлено, что под влиянием слабого переиешивання, в окрестности границы раздела фаз расслаивающейся жидкой система, реализуется неустойчивое ,. состояние, подверженное спанодальноыу распаду;

9. Разработана статистическая модель влияния слабого внешнего возмущения на развитие флуктуации концентрации;,'

10. Получена зависимость' амплитуды скачка теплоёмкости ДС от частоты перемешивания согласующаяся'с опытными' данкыдо. Установлено, что с ростом частоты переыешвания увеличивается флуктуанионный вклад в скачок теплоемкости;

11. Рассмотрена кинетика ранней'стадии спинодального распада. Показзно, что внешнее воздействие сдвигает .область значений затухающих и величину наиболее быстро растущих флуктуации к значениям меньших длинн волн;

12. Получено нелинейное уравнение Кана-Хиллэрда «учитывающее пгремешвание. Анализ уравнения показывает, что внешээ.

воздзйстваэ расширяет область абсолютной неустойчивости однофазного состояния, вследствта чего смещается спинодальная кривая в сторону синодальной а исчезает интервал нетаста-бальннх состояний в конечной окрестности критической точки;

6. Получзкн выражения для характерного иасдтабэ неоднородное гей и враия образования ячеистой структуры в линейной стадии распада, и нелинейной стадии релаксации зародившихся структур. Показано, что внешшз возйутцениа сокращает характерный цаегггаб я враля образования ячеистой структуры;

7. Обнаружен полезительный тепловой зффект обус-лтявнкый релаксацией кшфогатерофазного состояния прз снятия внешнего воздействия. На основа чего рассмотрена возиоеность управления кэрзвнезеепаа.,'прецесезш релаксации в гетерсфачкого струїітурсюбразовакзя . пссрадстзои дозированного изменения внешнего воздействия.

Практическая данность работы;

I. ПредлогеЯ' иознЗ'подход к анализу проблемы воздействия внешних везцуцлхгда'фзнторез ва процессы распада кидках растворов, позволяющей проанализировать некоторые вопросы описания шюгокс'шонентшх гидких систен вблизи и в об эсти неустойчивости.

. 2. Разработана представления направленного воздействия на неравновесные процессы расслаивания, которые ногут бать привлечена-к практические задачам получения микроэыульскй *& осново бинарных едзборзствертшх гшдкостей.

На загату выносятся: .'.

1. Модель влияния слабого внесшего зозиупєння на развитое флуктуации коїпдентраірш,

2. Кинетический механизм спинодального распада в условиях -переиаяшваиия с позиций теорий Канч-Хилларда;

3. Кпнйтгчзский механизм стртктурообразовашя на поздних стадиях спзнодаіькото распада нл основе модели релаксационного iztxpova*. ерсфззкого состоянгэ-.

. Апробация рзботк. Основные результаты дпі.лертациоиной работа обсуэдзны на Совместной Еаездноа засаданга Отделения фззпка-тзхничзехпх проблей знаргетикп ЛК СССР п Отделения ^азнко-гитгиатпческа лаук Ш Республики Узбекистан (Таи-кент» 1991), 2-с2 ИеадународноЗ конференция по .хзздгаш нате-

риолац (Италия, 1993), семинаре ОТФ АН РУэ и опубликованы 5 работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения я списка л*'те ратуры. Работа изложена на 91 страницах машинописного текс, иключая 8 рисунков и списка литературы из 133 наименований.