临界二元混合物中的平衡与非平衡浓度涨落

当二元混合物上存在宏观浓度梯度时，作为梯度与自发平衡速度涨落之间耦合的结果，会出现长程非平衡浓度涨落（NCF）。当混合物接近临界点时，也可能观察到长程平衡浓度涨落（ECF）。在此，我们研究在近临界混合物苯胺/环己烷中存在垂直浓度梯度时，NCF与临界ECF之间的相互作用。为此，我们利用一台商用光学显微镜和一个简单的定制温控池，获取关于涨落的同步静态和动态散射信息。我们首先在上临界溶液温度 $T_c$ 之上固定温度 $T$ 处表征临界ECF，在宽温度范围 $T-T_c\in[0.1,30]$ $^{o}$C 内。在此范围内，我们观察到散射强度和质量扩散系数均符合预期的临界标度行为，并确定了临界指数 $\gamma$、$\nu$ 和 $\eta$，发现它们与三维伊辛值一致。然后我们研究两相区（$T<T_c$）中的系统。特别地，当混合物最初处于温度 $T_i$，被迅速带到温度 $T_f>T_i$ 时，我们表征了ECF与NCF之间的相互作用。在瞬态期间，存在垂直扩散质量通量，导致NCF的出现，其振幅随时间消失，因为通量趋于零。我们还研究了平衡散射强度 $I_{eq}$、交叉波矢 $q_{co}$ 和扩散系数 $D$ 在扩散过程中的时间依赖性，发现所有这些量都表现出受制于扩散动力学的指数弛豫。