Выпуски

 / 

2000

 / 

Май

  

Обзоры актуальных проблем


Универсальный рост вязкости металлических расплавов в мегабарном диапазоне давлений: стеклообразное состояние внутреннего ядра Земли

 а,  б
а Институт физики высоких давлений РАН им. Л.Ф. Верещагина, Троицк, Москва, Российская Федерация
б Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН, Троицк, Москва, Российская Федерация

Приводится обзор экспериментальных данных и соответствующих теоретических представлений, касающихся вязкости различных типов жидкостей и расплавов под давлением. Наименее изученными в экспериментальном аспекте являются металлические расплавы, вязкость которых считается практически постоянной вдоль соответствующих кривых плавления. Предлагается новый подход к исследованию вязкости расплавов под давлением, основанный на измерении размеров кристаллических зерен в образцах, полученных закалкой из расплава. Данные выполненных авторами исследований жидких металлов под давлением до 10 ГПа свидетельствуют о значительном росте вязкости расплавов вдоль кривой плавления, что противоречит существующему эмпирическому подходу. Экспериментальные результаты и критический анализ современных представлений позволяет выдвинуть гипотезу об универсальных закономерностях поведения вязкости различных жидкостей под давлением. Экстраполяция результатов, полученных для расплава железа, к давлениям и температурам, существующим в ядре Земли, позволяет заключить, что внешнее ядро Земли состоит из расплава высокой вязкости от 102 Па с до 1011 Па с в зависимости от глубины. Можно предположить, что внутреннее ядро Земли находится в состоянии ультравязкой жидкости (>1011 Па с), близкой по свойствам к стеклу, в противоречии с существующими представлениями о кристаллической природе внутреннего ядра. Вывод о высокой вязкости недр небесных тел проливает свет на многочисленные загадки геофизики и астрономии Земли и планет. Анализ зависимостей температуры плавления и стеклования от давления позволяет выдвинуть концепцию стабильного состояния металлических жидкостей с уровнем вязкости, характерным для стекол, которая является абсолютно новой и требует дальнейшего теоретического и экспериментального изучения.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 61.25.Mv, 61.43.−j, 62.50.+p, 66.20.+d, 91.35.Ed (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0170.200005c.0535
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2000/5/c/
Цитата: Бражкин В В, Ляпин А Г "Универсальный рост вязкости металлических расплавов в мегабарном диапазоне давлений: стеклообразное состояние внутреннего ядра Земли" УФН 170 535–551 (2000)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Brazhkin V V, Lyapin A G “Universal viscosity growth in metallic melts at megabar pressures: the vitreous state of the Earth’s inner corePhys. Usp. 43 493–508 (2000); DOI: 10.1070/PU2000v043n05ABEH000682

Список литературы (127) Статьи, ссылающиеся на эту (51) Похожие статьи (20) ↓

  1. В.Н. Минеев, А.И. Фунтиков «Об измерении вязкости расплавов металлов при высоких давлениях и расчетах вязкости применительно к ядру Земли» 174 727–742 (2004)
  2. Д.К. Белащенко «Компьютерное моделирование жидких металлов» 183 1281–1322 (2013)
  3. В.В. Бражкин, А.Г. Ляпин и др. «Где находится область сверхкритического флюида на фазовой диаграмме?» 182 1137–1156 (2012)
  4. Л.В. Альтшулер «Применение ударных волн в физике высоких давлений» 85 199–258 (1965)
  5. Т.В. Тропин, Ю.В.П. Шмельцер, В.Л. Аксенов «Современные аспекты кинетической теории стеклования» 186 47–73 (2016)
  6. Е.Г. Максимов, М.В. Магницкая, В.Е. Фортов «Непростое поведение простых металлов при высоких давлениях» 175 793–813 (2005)
  7. Л.В. Альтшулер, А.А. Баканова «Электронная структура и сжимаемость металлов при высоких давлениях» 96 193–215 (1968)
  8. Д.К. Белащенко «Механизмы диффузии в неупорядоченных системах (компьютерное моделирование)» 169 361–384 (1999)
  9. С.М. Стишов «Термодинамика плавления простых веществ» 114 3–40 (1974)
  10. В.М. Свистунов, М.А. Белоголовский, О.И. Черняк «Туннельные исследования металлов в области высоких давлений» 151 31–66 (1987)
  11. И.Л. Фабелинский «О макроскопической и молекулярной сдвиговой вязкости» 167 721–733 (1997)
  12. С.М. Стишов «Плавление при высоких давлениях» 96 467–496 (1968)
  13. Р.Ф. Трунин «Сжатие конденсированных веществ высокими давлениями ударных волн (лабораторные исследования)» 171 387–414 (2001)
  14. Р. Фольк, Ю. Головач, Т. Яворский «Критические показатели трехмерной слабо разбавленной замороженной модели Изинга» 173 175–200 (2003)
  15. А.З. Долгинов «О происхождении магнитных полей Земли и небесных тел» 152 231–262 (1987)
  16. Н.Б. Брандт, Е.С. Ицкевич, Н.Я. Минина «Влияние давления на поверхности Ферми металлов» 104 459–488 (1971)
  17. А.И. Воропинов, Г.М. Гандельман, В.Г. Подвальный «Электронные энергетические спектры и уравнение состояния твердых тел при высоких давлениях и температурах» 100 193–224 (1970)
  18. Н.Б. Брандт, Н.И. Гинзбург «Влияние высокого давления на сверхпроводящие свойства металлов» 85 485–521 (1965)
  19. И.Л. Фабелинский «Некоторые результаты экспериментального исследования тонкой структуры линии рэлеевского рассеяния света в жидкостях с различной вязкостью» 77 649–662 (1962)
  20. Г.В. Козлов, В.У. Новиков «Кластерная модель аморфного состояния полимеров» 171 717–764 (2001)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение