Вязкоупругие и квазитвердотельные свойства $\rm Ni$-содержащих бинарных металлических расплавов

В работе исследуются вязкоупругие и квазитвердотельные свойства никельсодержащих бинарных металлических расплавов в широкой области температур, включая область равновесной жидкой фазы и переохлажденного расплава. Проводится сопоставление результатов экспериментальных измерений по вискозиметрии и результатов моделирования атомарной динамики с целью уточнения данных по вязкости, а также по выявлению особенностей квазитвердотельного поведения в различных никельсодержащих металлических расплавах. Результаты моделирования для концентрационных и температурных зависимостей вязкости находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. Установлено, что значительный рост вязкости наблюдается при концентрациях никеля $x_{\mathrm{Ni}} = 60$–$80\%$ и $30$–$50\%$ для расплавов $\mathrm{Al}_{(100 - x)}\mathrm{Ni}_x$ и $\mathrm{Fe}_{(100 - x)}\mathrm{Ni}_x$ соответственно. Кроме того, в области низких значений концентраций $(x_{\mathrm{Ni}} \sim 5\%)$ наблюдаются выраженные особенности как в сдвиговой, так и в кинематической вязкости для железоникелевых расплавов. Детальный анализ упругих свойств выполнен на основе численных расчетов модулей всестороннего сжатия и сдвига, коэффициента Пуассона и модуля Юнга. Показано, что при изменении концентрации никеля в системах $\mathrm{Fe}_{(100 - x)}\mathrm{Ni}_x$ и $\mathrm{Al}_{(100 - x)}\mathrm{Ni}_x$ модули упругости изменяются в два и три раза соответственно. Рассчитанные значения концентрационных зависимостей продольной и поперечной скоростей звука обнаруживают корреляцию с вязкостью. Установлено, что при концентрациях $x_{\mathrm{Ni}} \le 60\%$ расплавы $\mathrm{Fe}_{(100 - x)}\mathrm{Ni}_x$ характеризуются более выраженными твердотельноподобными свойствами по сравнению с расплавами $\mathrm{Al}_{(100 - x)}\mathrm{Ni}_x$.