Поверхностное натяжение и вязкость бинарных жидких сплавов на основе Sn

Теоретически исследовано изменение поверхностного натяжения и вязкости жидких сплавов Sn–X (X = Ag, Bi, In и Zn) в зависимости от концентрации. Большая статистическая сумма для поверхности решена в рамках квазирешёточного приближения, что позволило получить аналитические выражения для поверхностного натяжения и состава поверхности различных типов бинарных жидких сплавов. Для расчёта вязкости использовано выражение, учитывающее не только термодинамические свойства, но также диаметры твёрдых сфер, массы и некоторые микроскопические функции. Диаметр твёрдой сферы атомов компонентов бинарных систем рассчитан посредством минимизации парного потенциала, полученного в рамках псевдопотенциального формализма. Теоретическое исследование не только воспроизводит экспериментальные результаты, но и предсказывает аналогичные изменения поверхностного натяжения и вязкости этих сплавов с увеличением содержания Sn. Вязкость и поверхностное натяжение систем Ag–Sn и Sn–Zn уменьшаются при добавлении атомов Sn, демонстрируя отрицательное отклонение от аддитивного правила смешения. Степень отклонения велика в сплавах, богатых Ag и Zn. В системе Sn–In вязкость уменьшается до содержания Sn 20%, после чего принимает линейный характер, тогда как заметного изменения значений поверхностного натяжения не наблюдается. Поверхности систем Ag–Sn и Sn–Zn значительно обогащены атомами Sn, тогда как в системе Sn–In сегрегация Sn выражена существенно слабее. Напротив, в системе Sn–Bi как поверхностное натяжение, так и вязкость увеличиваются с ростом содержания Sn. Состав поверхности Sn–Bi существенно отличается от состава поверхностей других систем вследствие сегрегации атомов Bi. Различия в диаметрах твёрдых сфер значительно влияют на вязкость.