在国际空间站上测量的Zr80Pt20合金的表面张力和粘度及其对成核机制的启示

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Surface Tension and Viscosity of Zr80Pt20 Measured on the International Space Station and Its Implication on Nucleation Mechanism

表面张力与粘度是液体重要热物性参数。通过国际空间站电磁悬浮装置，对Zr80Pt20合金液体的平衡态与过冷态进行测量，发现表面张力呈现负温度系数且未检测到表面氧化物，表明数据受氧污染影响小。尽管该液体具有显著负混合热，但理想溶液与规则溶液模型估算显示表面富集Zr可能降低表面张力。该发现对异质成核机制研究具有启示意义。

　　

摘要

表面张力和粘度是任何液体的重要热物理性质。利用国际空间站（ISS-EML）上的电磁悬浮装置，研究人员测量了具有准晶结构的Zr₈₀Pt₂₀合金液体在平衡态和过冷态下的这些性质。表面张力的负温度系数以及X射线光电子能谱测量结果未发现表面氧化物的存在，表明表面张力数据很可能未受到氧气污染的影响。有趣的是，对于这种具有较大负混合热的液体来说，其表面张力值低于预期。根据理想溶液模型和规则溶液模型的估算，表面可能富含Zr元素，从而降低了表面张力。这些结果可能对该液体最近报道的异质成核机制（J. Chem. Phys. 162, 134502 (2025)）具有重要的意义。