Жидкие металлы - непрозрачные жидкости с электропроводностью s/5.105 См.м-1. Ж. м. являются расплавы металлов, их сплавов, ряда интерметаллических соединений, полуметаллов и нек-рых полупроводников. Металлы с плотной кубич. или гексагональной упаковкой атомов (Al, Au, Pb, Cd, Zn и др.) плавятся с сохранением типа упаковки атомов и характера межатомных связей. Значение первого координационного числа при этом уменьшается при повышении температуры расплава. Кратчайшее межатомное расстояние изменяется мало и может быть как больше, так и меньше соответствующего значения для кристалла. Размеры областей упорядоченного расположения атомов в. расплавах металлов (вблизи точки плавления) ~20Е для Fe, 13Е и 15Е для К и Au. Переход нек-рых полупроводников (Ge, Si, AIIIBV, Те) и полуметаллов (Sb, Bi) в жидкометаллич. состояние сопровождается разрушением гомеополярных Межатомных связей при плавлении и дальнейшем нагреве расплава. В этом случае для окончат. структуры расплава характерны преим. октаэдрич. координация ближайших соседей, большие (в 1,5-2 раза), чем в кристалле, значения первого координац. числа и кратчайшего межатомного расстояния (на 10-20%). Вязкость Ж. м. в непосредств. близости к Тпл аномально высока, что наиб. заметно в расплавах Ge, Si, AIIIBV и др. Это объясняется явлением предкристаллизации (предплавления), но не исключено влияние примесей. Около Тпл наблюдается также аномально высокая теплоёмкость расплавов щелочных металлов и InSb, к-рая отсутствует в жидком Hg. Носители заряда в Ж. м. - электроны. При плавлении металлов с плотной упаковкой атомов уд. электросопротивление металлов увеличивается примерно в 2 раза, для металлов с объёмноцентрир. кубич. структурой - в 1,5 раза. Это не имеет места для Fe, Co, Ni. Температурный коэф. электросопротивления металлов I группы периодич. системы элементов в твёрдом и жидком состояниях почти одинаков. Для Ж. м. II группы он изменяется в жидкой фазе от отрицат. значения (Mg) к положительному (Hg). Коэф. Холла R при плавлении изменяется (см. Гальваномагнитные явления, Холла эффект); для Ж. м. R<0 и близок к значениям, предсказываемым моделью свободных электронов (см. Друде теория металлов ).Изменения теплопроводности при плавлении металлов сходны с изменениями электропроводности. Большую часть теплового потока в Ж. м. переносят электроны, а решёточная (фононная) теплопроводность мала. Количеств. оценка электро- и теплопроводности Ж. м. затруднена, т. к. теория кинетич. электронных процессов в жидкостях имеет качеств. характер и ещё не завершена. Термоэдс Ж. м. - линейная функция температуры и состава, но известны отклонения от этого правила в системах Hg-In, Т1-Те и др. Ж. м., соединяющие большую теплопроводность и теплоёмкость, применяются в теплотехнике в качестве теплоносителей. В частности, сплавы Na-К используются для отвода теплоты в ядерных реакторах. Ga и сплавы Ga-In вследствие низких значений Тпл применяются в качестве вакуумных затворов при получении высокого вакуума.
Ю. Г. Полтавцев
|
|
 |
