因此,实际金属和合金的液体结构中存在着两种起伏:一种是能
量起伏,表现为各个原子间能量的不同和各个原子集团间尺寸的不同;另一种是浓度起伏,
表现为各个原子集团之间成分的不同。
如果AB原子间的结合力较强,则足以在液体中形成新的化学键,在热运动的作用下,
出现时而化合,时而分解的分子,也可称为临时的不稳定化合物,或者在低温时化合,在高
温时分解。例如,硫在铁液中高温时可以完全溶解,而在较低温度下则可能析出FeS。当
AB原子间或同类原子间结合非常强时,则可以形成比较强而稳定的结合,在液体中就出现
新的固相 (如氧在铝中形成Al2O3,氧与铁中的硅形成SiO2 等)或气相。
这些杂质往往不只是一种,而是多种多样的,它们在液体中不会很均匀地分布。它们的存在方式也是不同的,有的以溶质方式,有的与其他原子形成某些化合物 (液态、固态或气态的夹杂物)。下面先就一个最简单的模型作一分析,假定液体中只存在一种杂质原子。当金属中存在第二种原子时 (如合金),情况就复杂多了。由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力是不同的,结合力较强的原子容易聚集在一起,把别的原子排挤到别处。因此,在游动集团中有的A种原子多,有的B种原子多,即游动集团之间存在着成分不均匀性,称为 “浓度起伏”。
下面以半无限大的铸件为例,运用导热微分方程式
求铸件和铸型中的温度场。
假设具有一个平面的半无限大铸件在半无限大的铸
型中冷却,如图123所示。铸件和铸型的材料是均质
12
的,其热扩散率α1 和α2 近似地为不随温度变化的定值,铸型的初始温度为t20,并设液态金
属充满铸型后立即停止流动,且各处温度均匀,即铸件的初始温度为t10,将坐标的原点设
在铸件与铸型的接触面上。在这种情况下,铸件和铸型任意一点的温度t与y和z无关,为
一维导热问题。