Термодинамічні властивості розплавів потрійних систем
Особливість визначення ентальпій змішування рідких сплавів подвійних та потрійних систем методом високотемпературної ізопериболічної калориметрії. Основна характеристика аморфізуючої здатності вивчених процесів на основі отриманих термохімічних даних.
| Рубрика | Химия |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 27.07.2015 |
| Размер файла | 266,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВА ІМ. І.М.ФРАНЦЕВИЧА
Спеціальність 02.00.04 - фізична хімія
УДК 541.122
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук
ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ РОЗПЛАВІВ ПОТРІЙНИХ СИСТЕМ
РОМАНОВА ЛАРИСА
ОЛЕКСАНДРІВНА
Київ -- 2010
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Київському національному університеті ім. Тараса Шевченка, м. Київ.
Науковий керівник: доктор хімічних наук, Судавцова Валентина Савелівна, Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України, провідний науковий співробітник
Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, член-кор. НАН України Туркевич Володимир Зіновійович Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, заступник директора;
кандидат хімічних наук, Сидорко Владислав Романович Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України, провідний науковий співробітник.
Захист роботи відбудеться 21.10.2010 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.207.02 Інституту проблем матеріалознавства імені І.М.Францевича НАН України, за адресою: 03142, м. Київ-142, вул. Кржижановського, 3.
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту проблем матеріалознавства імені І.М.Францевича НАН України, за адресою: 03142, м. Київ-142, вул. Кржижановського, 3.
Автореферат розісланий 18.09.2010 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Куліков Л.М.
1. Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Вивчення фізико-хімічних характеристик розплавів, які приймають участь в різних технологічних процесах, є науковою основою створення нових матеріалів із заданими властивостями, у тому числі аморфних, квазікристалічних. Створення цих матеріалів є пріоритетним напрямком науково-технічного забезпечення металургійної промисловості України згідно з Концепцією розвитку гірничо-металургійного комплексу України до 2010 року (385/95-ВР).
Термодинамічні функції розплавів і фаз є одними з найважливіших серед численних фізико - хімічних властивостей сплавів, оскільки вони кількісно характеризують енергію міжатомної взаємодії компонентів. Знання термодинамічних величин сплавоутворення необхідно для вибору оптимальних режимів технологічних процесів одержання високоякісних сплавів і для передбачення їх поведінки в різних умовах. В зв'язку з складністю та трудомісткістю експериментального дослідження термодинамічних властивостей трикомпонентних рідких сплавів систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Si, Al-Ni-Y при високих температурах, великого значення набуває моделювання їх термодинамічних властивостей, зокрема із даних для подвійних граничних систем. Все це також необхідно для накопичення і систематизації термодинамічних даних для рідких сплавів.
Останнім часом значно зріс інтерес до сплавів перехідних металів з елементами IIIа- і IVа-підгруп Періодичної системи елементів. Сплави систем Al-Ni-метал характеризуються високою схильністю до аморфізації при гартуванні з рідкого стану. Аморфні сплави, які одержані при витримці поблизу температури кристалізації, здатні утворювати композиційні матеріали, які містять наночастки кристалічної фази. Практичне застосування сплавів, в тому числі аморфних, досить широке: в якості дифузійних бар'єрів в електронних приладах, для виготовлення магнітних головок та датчиків, військової техніки та зброї, в авіації та ракетобудуванні. Одна з найбільш складних теоретичних проблем полягає в з'ясуванні причин здатності певного металічного сплаву до утворення скла при гартуванні з рідкої фази.
Вивчення термодинамічних властивостей сплавів Al-Ni- метал має велике значення для з'ясування факторів, що впливають на аморфізацію. Крім того, такі потрійні системи інтенсивно вивчаються останнім часом у зв'язку з виявленням у них нового типу фаз - квазікристалів. Алюмінієві сплави широко застосовуються в промисловості переважно як легкі конструкційні матеріали. Вони характеризуються високою електро- та теплопровідністю, високою зносостійкістю, низькою густиною та здатністю зберігати фізичні та механічні властивості при нагріванні.
Тому вивчення та моделювання термодинамічних характеристик таких металічних розплавів є актуальним.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана на кафедрі фізичної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка у межах держбюджетних тем “Термодинамічні властивості та структура металічних і шлакових розплавів” (№ держреєстрації 0101U002168, 2001-2005 роки) та “Нові наноструктурні матеріали для створення каталізаторів, сорбентів, сенсорів, молекулярних магнетиків, квазікристалічних та оксидних сплавів” (№ держреєстрації 0106U005893, 2006-2010 роки).
Мета та задачі дослідження. Метою даної роботи є вивчення концентраційних залежностей ентальпій змішування розплавів потрійних систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Si, Al-Ni-Y; встановлення зв'язку між теплотами утворення розплавів і фазовими діаграмами відповідних подвійних і потрійних систем, моделювання термодинаміки сплавоутворення в потрійних системах на основі даних про граничні бінарні системи за допомогою рівняння Боньє-Кабо, моделювання схильності до аморфізації вивчених сплавів потрійних систем.
Завдання дослідження:
- визначення ентальпій змішування рідких сплавів подвійних (Al)Ni-Y та потрійних систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Si, Al-Ni-Y методом високотемпературної ізопериболічної калориметрії при 1770-1800К;
- встановлення зв'язку між енергетикою утворення потрійних розплавів і характером взаємодії в граничних подвійних системах;
- розрахунок активностей компонентів подвійних розплавів із координат ліквідусу діаграм стану, оцінка енергій Гіббса змішування в розплавах потрійних системах із власних і літературних даних відповідних граничних систем;
- обчислення ДН розплавів вивчених потрійних системах у всьому інтервалі концентрацій за рівнянням Боньє-Кабо з використанням експериментальних даних для граничних подвійних систем;
- передбачення аморфізуючої здатності вивчених сплавів на основі отриманих термохімічних даних.
- розрахунок термохімічних властивостей потрійних розплавів
Ga-MnC(Sn, Pb) і порівняння їх із даними для досліджених нами систем Ga-Mn-Ge(Si)
Об'єкт дослідження - рідкі сплави потрійних систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Si, Al-Ni-Y.
Предмет дослідження: концентраційні залежності ентальпій змішування рідких сплавів потрійних систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Si, Al-Ni-Y із калориметричних вимірювань та модельних розрахунків.
Методи дослідження: високотемпературна ізопериболічна калориметрія, рентгенофазовий аналіз, модельні розрахунки за рівняннями Боньє-Кабо, Матія-Зелінського та з координат ліній ліквідусу діаграм стану.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше методом калориметрії в широкій області складів виміряні парціальні та інтегральні ентальпії змішування розплавів потрійних систем Ga-Mn-(Ge, Si), Al-Ni-(Ge, Si, Y) в температурному інтервалі 1770 - 1800К. Із координат ліній ліквідусу діаграм стану розраховані термодинамічні властивості розплавів подвійних систем Ga-Si, Al-Y, Ni-Y. Із власних і літературних даних про термохімічні властивості при 1770 і 1565К встановлено незначну температурну залежність ентальпій змішування розплавів Al-Ni-Si.
Практична цінність одержаних результатів. Сплави на основі нікелю є жаро- і корозійностійкими, а деякі з них можна отримувати в аморфному стані. Особливий інтерес має вивчення розплавів системи Ga-Mn-Ge у зв'язку з існуванням в ній широкої області складів з низькою температурою плавлення. Високотемпературні припої для з'єднання керамічних виробів можна розробляти з невеликими затратами, якщо відомі термодинамічні параметри розплавів потрійних систем Al-Ni-елемент. Термодинамічні характеристики рідких сплавів також важливі для прогнозування взаємодії на межі розділу тверда-рідка фази.
Великий експериментальний матеріал про енергетику сплавоутворення, а також розраховані значення термодинамічних властивостей в досліджених системах можуть бути включені до довідникових видань і банків фізико-хімічних даних. Крім того, ці дані можуть використовуватися у матеріалознавстві для термодинамічного розрахунку діаграм стану відповідних систем та для науково-обґрунтованої розробки нових металічних матеріалів.
Зроблені в дисертації висновки щодо впливу граничних подвійних систем на термодинамічні властивості потрійних розплавів, а також зв'язок між ентальпіями утворення рідких сплавів і відповідними діаграмами стану представляють інтерес для розробки теорії рідких металічних розчинів.
Проведений розрахунок термодинамічних властивостей розплавів трикомпонентних систем із аналогічних даних для подвійних граничних систем за допомогою емпіричного рівняння Боньє-Кабо показав, що воно може застосовуватися для оцінки термодинаміки сплавоутворення в потрійних системах, що містять алюміній, галій, манган, нікель, кремній та германій. Більшість із цих сплавів є складними для експериментальних досліджень.
Особистий внесок здобувача. Постановка задачі, обговорення та остаточний аналіз результатів проводились спільно з науковим керівником д.х.н., професором Судавцовою В.С. Аналіз літературних даних з вивченої проблеми проводився здобувачем особисто. Високотемпературний калориметричний експеримент проводився самостійно та частково спільно з к.х.н., с.н.с. Т.М. Зіневич (КНУ імені Тараса Шевченка). Обробку експериментальних даних автор проводив самостійно і частково із к.х.н., с.н.с. Н.В. Котовою (КНУ імені Тараса Шевченка).
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи були оприлюднені та обговорені на Міжнародних конференціях “Київ - Тулуза” (Київ, 2003 р.; Київ, 2005 р.; Тулуза, Франція, 2009 р.) на Четвертій Міжнародній конференції “Благородные и редкие металлы БРМ-2003”( Донецк, 2003), XI і XII Російській конференціях “Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов” (Єкатеринбург, 2004; 2008), на конференції, присвяченій 100-річчю кафедри фізичної хімії КНУ імені Тараса Шевченка (Київ, 2005), на IХ і Х Міжнародних конференціях з кристалохімії інтерметалічних сполук (Львів, 2005 р., 2007р.), на IV Міжнародній науковій конференції „Фізика невпорядкованих систем” (Київ 2008р.), на ІІ міжнародній конференції „Перспективные технологии, материалы и оборудование в литейном производстве», (Краматорськ, 2009р.), на XVII Intern. Conf. on Chemical Thermodynamic. (Казань, 2009), на Міжнар. конф. “HighMatTech 2009”, (Київ, 2009р.).
Публікації. За матеріалом дисертації опубліковано 7 статей та 12 тез доповідей на конференціях.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку цитованої літератури (171 найменувань) та Додатку. Робота вміщує 152 сторінки, 80 рисунків, 32 таблиці.
2. Основний зміст роботи
У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначаються мета і завдання дослідження, наукова новизна, наукова і практична цінність роботи.
У першому розділі наведені наявні в літературі дані з дослідження діаграм стану та термодинамічних властивостей сплавів подвійних і потрійних систем, що містять Ni, Al, Ga, Si, Ge, Мn, Y.
Критично проаналізувавши відомі в літературі дані встановили, що термодинамічні властивості сплавів систем Ga - Si, Ni(Al) -Y та Al-Ni-Si досліджені недостатньо добре, а потрійних систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Y невідомі
У другому розділі описано конструкції високотемпературних ізопериболічних калориметрів, приведена методика проведення експерименту та обробки його результатів.
Ентальпії змішування металічних розплавів визначали за допомогою ізопериболічних калориметрів, розроблених на кафедрі фізичної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Калориметричні досліди проводили в атмосфері аргону високої чистоти. Методика експерименту полягала у поступовому введенні у метал-розчинник або подвійний сплав (із заданим співвідношенням мольних часток компонентів) твердих наважок другого і третього компонентів. Безпосередньо перед скиданням у калориметричну ванну зразок знаходився при кімнатній температурі. При додаванні зразка в розплав реєстрували відповідні криві теплообміну, що пов'язані із нагріванням його до температури досліду та розчиненням в розплаві. Парціальні ентальпії розчинення металу розраховували за формулою:
,
де К - коефіцієнт теплообміну калориметру, Si - площа піка на термічній кривій, H298Tд - ентальпія нагрівання одного молю добавки від 298К до температури досліду Tд, ni - число молів добавки. В кожному досліді калориметр калібрували - скидали в тигель зразки металу-розчинника (на початку досліду) та еталонної речовини - вольфраму (в кінці). Для проведення досліджень використано силіцій марки КПС-3 (99,999%), нікель електролітичний (99,9%), алюміній марки АР (99,9%), манган електролітичний (99,99%), германій марки ГПЗ-1 (99,999%), галій марки Гл 000 (99,99%), ітрій дистилат ИтМД-2(99,999%) та вольфрам класу А2 (99,96%).
Врахування усіх факторів, які впливають на похибку визначення ентальпій утворення розплавів, показало, що для парціальних ентальпій змішування вони не перевищують ±(10 - 15)%, а для інтегральних ±(1 - 2)%.
У третьому розділі представлено результати калориметричних досліджень термодинамічних властивостей рідких сплавів Ga-Sі (для відпрацювання методики експерименту) і потрійних систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si.
Система Ga-Sі. Отримані нами термодинамічні властивості розплавів системи Ga-Sі у межах експериментальних похибок співпадають з найбільш достовірними даними (рис. 1). Видно, що рідкі сплави системи Ga-Si утворюються з поглинанням теплоти. Це узгоджується з їх поведінкою в твердому стані.
Рис. 1. Парціальні галію, кремнію та інтегральні ентальпії змішування розплавів системи Ga-Si при 1770±5 К
Системи Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si. Ентальпії змішування розплавів цих потрійних систем досліджено вперше. Експериментально отримані значення в рідких сплавах цих систем були описані степеневими поліномами (табл.1) За даними концентраційних залежностей інтегральних ентальпій змішування вздовж досліджених перерізів потрійних систем Ga-Mn-Ge(Si) побудовані ізолінії (рис. 2).
Слід відмітити, що значення першої парціальної ентальпії змішування мангану для перерізу з xSi/xGa=0,5/0,5 розплавів системи Ga-Mn-Si складає -56 кДж/моль, що значно перевищує аналогічну величину для перерізу xGe/xGa=0,5/0,5 системи Ga-Mn-Ge. На підставі цього і більш екзотермічних інтегральних ентальпій змішування розплавів системи Ga-Mn-Si порівняно з Ga-Mn-Ge, можна зробити висновок про більші енергії взаємодії між різнойменними атомами в першій..
Таблиця 1 Поліноми, що апроксимують концентраційні залежності парціальних ентальпій змішування потрійних розплавів систем Ga-Mn-Ge та Ga-Mn-Si
|
Перерізи |
Поліноми, кДж/моль |
|
|
Ga-Mn-Si, при 1780 К |
||
|
=0.5/0.5 |
||
|
=0.4/0.6 |
||
|
=0.5/0.5 |
||
|
Ga-Mn-Ge, при 1790 К |
||
|
=0,15/0,85 |
=(1-xMn)2(-28.02+ 23.89 xMn-648.40 xMn2+655.02 xMn3) |
|
|
=0,3/0,7 |
=(1-xMn)2(-29.75-48.80 xMn-187.75 xMn2) |
|
|
=0,5/0,5 |
=(1-xMn)2(-38.01-106.60 xMn+40.83 xMn2-208.06 xMn3) |
|
|
=0,7/0,3 |
=(1-xMn)2(-38.59-3.63 xMn-655.56 xMn2+998.51 xMn3) |
|
|
=0,8/0,2 |
=(1-xMn)2(-30.25-76.78 xMn-202.47 xMn2) |
Найбільша між часткова взаємодія спостерігається в граничних подвійних системах Si-Mn і Mn-Ge, тому що ізолінії інтегральних теплот змішування зорієнтовані в напрямку цих подвійних систем, причому значення потрійних сплавів обох систем зменшуються із збільшенням вмісту мангану.
У четвертому розділі описано експериментально встановлені парціальні та інтегральні ентальпії змішування розплавів потрійних систем Al-Ni-Ge(Si, Y) та граничних подвійних Al(Ni)-Y.
Системи Al-Ni-Ge(Si). Методом високотемпературної калориметрії визначені парціальні ентальпії змішування алюмінію () у розплавах потрійної системи Al-Ni-Ge при 18005 К для сплавів трьох променевих перерізів із сталим співвідношенням мольних часток германію та нікелю ( = 0,70/0,30; 0,50/0,50 і 0,30/0,70 до xAl у потрійних сплавах 0,5~0,7) Парціальні ентальпії змішування алюмінію в розплавах потрійної системи Al-Ni-Si при 17705 К визначені для сплавів 5 променевих перерізів із сталим співвідношенням мольних часток силіцію та нікелю (=0,85/0,15; 0,7/0,3; 0,5/0,5; 0,3/0,7 і 0,15/0,85).
Згідно з одержаними даними, парціальні ентальпії змішування алюмінію рідких сплавів наведених систем характеризуються значними екзотермічними значеннями. Спостерігається закономірне зменшення парціальних ентальпій змішування алюмінію при нескінченному розведенні із збільшенням вмісту нікелю у вихідних подвійних сплавах. Так, для перерізу з =0,7/0,3 розплавів системи Al-Ni-Ge складає -382 кДж/моль, а для = 0,3/0,7 ця величина досягає значення -1148 кДж/моль.
Концентраційні залежності величин розплавів зазначених променевих перерізів у дослідженому інтервалі складів описуються степеневими поліномами. Із цих експериментальних величин розраховані інтегральні ентальпії змішування розплавів систем Al-Ni-Ge(Si) для округлених складів з довірчими інтервалами, що дорівнюють двом середньоквадратичним відхиленням апроксимуючої функції (табл.2).
Таблиця 2 Інтегральні ентальпії змішування () розплавів потрійних систем Al-Ni-Ge із сталим співвідношенням при 18005 К та Al-Ni-Si вздовж перерізів з = const при 17705 К, в кДж/моль
|
Al-Ni-Ge для |
Al-Ni-Ge для |
||||||||
|
0,7/0,3 |
0,5/0,5 |
0,3/0,7 |
0,85/0,15 |
0,7/0,3 |
0,5/0,5 |
0,3/0,7 |
0,15/0,85 |
||
|
0,0 |
20,41,4 |
30,72,2 |
32,22,3 |
18,50,9 |
36,01,8 |
53,12,0 |
48,41,8 |
27,41,4 |
|
|
0,05 |
32,01,7 |
||||||||
|
0,1 |
21,91,6 |
32,32,1 |
39,52,4 |
18,21,1 |
34,72,0 |
51,62,1 |
52,42,1 |
36,71,8 |
|
|
0,15 |
41,22,1 |
||||||||
|
0,2 |
23,11,9 |
33,02,2 |
44,42,6 |
17,51,3 |
32,82,2 |
48,82,2 |
53,22,4 |
45,52,7 |
|
|
0,25 |
49,53,5 |
||||||||
|
0,3 |
23,92,0 |
32,32,3 |
46,52,7 |
16,51,4 |
30,52,3 |
45,02,3 |
51,52,8 |
||
|
0,4 |
23,92,2 |
30,22,6 |
45,62,9 |
15,21,5 |
27,72,3 |
40,62,3 |
47,92,8 |
||
|
0,5 |
23,02,4 |
26,63,7 |
42,23,1 |
13,51,5 |
24,32,3 |
35,72,3 |
42,82,9 |
||
|
0,6 |
20,622,2 |
36,93,0 |
11,51,5 |
20,52,3 |
30,32,6 |
36,44,1 |
|||
|
0,7 |
16,83,0 |
30,04,8 |
24,33,3 |
Утворення рідких сплавів обох систем у дослідженій області концентрацій характеризується від'ємними , які за абсолютною величиною значно зростають при збільшенні вмісту нікелю у вихідних подвійних сплавах (Ge)Si-Ni.. Із збільшенням вмісту алюмінію в потрійних сплавах вздовж досліджених перерізів спочатку спостерігається зменшення, а далі поступове збільшення значень .
Із аналізу ізоентальпій змішування розплавів потрійної системи Al-Ni-Si показано, що максимальна взаємодія між компонентами спостерігається вздовж квазібінарного перерізу NiAl-Ni5Si3, про що свідчать найбільші за абсолютною величиною екзотермічні в цій області концентрацій. Як і слід було очікувати, інтегральні ентальпії змішування монотонно зменшуються за абсолютною величиною в напрямку від лінії максимальної взаємодії, до системи Al-Si й нікелевого кута.
Слід відмітити, що встановлені нами термохімічні властивості розплавів потрійної системи Al-Ni-Si характеризуються меншими екзотермічними значеннями, ніж отримані раніше Вітусевичем В.Т. та співав. при 1565 К. Ми вважаємо, що це обумовлено різницею температур, при яких виконані вказані вище та наші дослідження.
Аналіз енергетики сплавоутворення в потрійній системі Al-Ni-Si свідчить про те, що основним є внесок взаємодії компонентів у граничних подвійних системах Ni-Si і Al-Ni, причому вплив першої є переважаючим.
Результати рентгенівського дослідження литого сплаву системи Al-Ni-Ge (xAl=0,6; xNi=0,09; xGe=0,21) виявили існування подвійних сполук Ni2Al3 (68%), NiAl3 (9%), Ge і Al. Це узгоджується з термохімічними властивостями розплавів і діаграмою стану цієї потрійної системи.
Подвійні системи Al(Ni)-Y. Так як для обчислення ентальпій змішування потрійних розплавів необхідні точні дані для подвійних граничних систем, ми дослідили термохімічні властивості подвійних розплавів систем Al(Ni)-Y при 17705К. Методом високотемпературної калориметрії визначені парціальні ентальпії змішування ітрію () при 17705 К в розплавах подвійних систем Al-Y до мольної частки ітрію 0,6 та Ni-Y до xY = 0,4. Наприклад, експериментально отримані значення розплавів системи Ni-Y були апроксимовані поліномом
На рис.4 наведені наші і літературні дані для перших парціальних ентальпій змішування Y; інтегральних та парціальних ентальпій змішування розплавів системи Al-Y; ентальпій утворення твердих сполук Al2Y та Al2Y3.
Рис. 4. Концентраційні залежності парціальних та інтегральних ентальпій змішування розплавів системи Al-Y
Як видно з рис.4, інтегральна ентальпія змішування розплавів системи Al-Y має мінімум -40,8 кДж/моль при xY = 0,41, тобто він зміщений в бік сполуки тугоплавкої сполуки Al2Y. Це відрізняється від даних Єсіна Ю.О. з співавторами. Ми вважаємо, що наші дані більш достовірні, бо вони добре узгоджуються із розплавів систем Al-РЗМ.
Концентраційні залежності парціальних та інтегральних ентальпій змішування розплавів системи Ni-Y ( та ) наведені на рис. 5.
Рис. 5. Парціальні та інтегральні ентальпії змішування розплавів системи Ni-Y
Ясно, що встановлені нами термохімічні властивості узгоджуються лише з даними Єсіна Ю.О. і співавторів, які визначені також методом калориметрії, але при вищій температурі. Це дозолило зробити висновок про незначну температурну залежність ентальпій змішування розплавів системи Ni-Y.
Система Al-Ni-Y. Термодинамічні властивості розплавів цієї системи досліджені при 17705 К. Для вивчених п'яти променевих перерізів цієї системи (рис. 6) парціальні ентальпії змішування нікелю та алюмінію екзотермічні. Їх значення поступово зменшуються за абсолютною величиною із збільшенням вмісту третього компоненту, який додається у вихідний розплав. Експериментальне дослідження розплаву вздовж променевого перерізу =0.75/0.25 було значно ускладнено існуванням у вихідній подвійній системі тугоплавкої сполуки YNi5, що конгруентно плавиться при температурі, близькій до температури проведення досліду. Це привело до входження в гетерогенну область потрійних сплавів.
Із парціальних ентальпій змішування розплавів системи Al-Ni-Y розраховані інтегральні. Використовуючи отримані нами ентальпії змішування розплавів потрійної системи Al-Ni-Y для п'яти вивчених променевих перерізів, а також відомості про термохімічні властивості подвійних граничних систем, ми побудували ізолінії з кроком 10 кДж/моль. ентальпія сплав аморфізуючий термохімічний
Видно, що інтегральні ентальпії змішування монотонно зменшуються за абсолютною величиною у напрямку переходу від граничної подвійної системи Al-Ni до системи Ni-Y. Ізолінії чітко зорієнтовані на подвійну систему Al-Ni, яка характеризується найбільшою ентальпією змішування з усіх трьох граничних, що обмежують зазначену потрійну систему, і виходять на систему Al-Y, сплави якої також утворюються з великими екзотермічними . Максимальна взаємодія між компонентами у цих потрійних розплавах спостерігається вздовж перерізу NiAl-AlY, про що свідчать найбільші за абсолютною величиною екзотермічні ентальпії змішування (від -40 до-50 кДж/моль) в цій області концентрацій.
П'ятий розділ роботи присвячений обговоренню одержаних експериментальних даних і моделюванню термодинамічних властивостей подвійних розплавів із координат ліній ліквідусу відповідних діаграм стану та потрійних із подвійних граничних систем за рівнянням Боньє-Кабо.
Моделювання термодинамічних властивостей розплавів потрійних систем Ga-Mn-(IVa-елемент), Al-Ni-(IVa-елемент, Y, Sc, La). Дослідження термодинамічних властивостей розплавів потрійних систем є складним експериментальним завданням, тому були застосовані моделі, за якими можна їх оцінити. Для розрахунків ентальпій змішування розплавів потрійних, які складаються з двох подвійних систем із сильною взаємодією між компонентами, а третя наближається за властивостями до ідеальної або може бути описана моделлю регулярного розчину, найкраще узгодження з експериментально отриманими термодинамічними величинами забезпечує рівняння Боньє-Кабо.
Ізоентальпії змішування вивчених потрійних розплавів, розраховані за рівнянням Боньє-Кабо, узгоджуються з одержаними нами експериментальними даними в дослідженому інтервалі складів (рис.7). Тому для отримання інформації про ентальпії змішування розплавів дотепер невивчених потрійних систем ми використали також модель Боньє-Кабо. Для цього потрібно було проаналізувати термодинамічні властивості розплавів деяких граничних подвійних систем і встановити їх достовірні значення. Одержані таких розплавів наведені в табл. 3(в кДж/моль). З рис.7 видно, що розплави потрійних систем Ga-Mn-Sn(Pb) утворюються з виділенням незначної кількості теплоти, причому мінімальний тепловий ефект припадає на подвійну граничну систему Ga-Mn, в якій = -14.5 кДж/моль при xGa =0.4 (табл. 3).
Таблиця 3 Ентальпії змішування розплавів подвійних систем Mn-C(Sn, Pb, Ga) при 1770 К
|
Система |
||||||||||
|
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
0.8 |
0.9 |
||
|
Mn-C |
-10 |
-19 |
-23 |
-22* |
-20* |
-19* |
-17* |
-12* |
-6* |
|
|
Mn-Sn |
-2.7 |
-4.8 |
-5.8 |
-5.6 |
-4.2 |
-2.4 |
-1.9 |
-0.5 |
-0.1 |
|
|
Mn-Pb |
(3.9) |
(6.9) |
(8.9) |
(9.7) |
(9.4) |
(8.0) |
(6.7) |
(4.6) |
(2.4) |
|
|
Mn-Ga |
-6.5* |
-10.5* |
-13.0* |
-14.5 |
-13.3 |
-10.0 |
-7.1 |
-4.2 |
-1.9 |
* - екстрапольовані і ( ) - розраховані значення
Що стосується потрійної системи Ga-Mn-C, то мінімум припадає на сполуку Mn7C3, яка при 13330С розкладається. Це можна пояснити найбільшим (за абсолютною величиною) значенням серед трьох граничних систем. Це обумовлено великою різницею електронегативностей компонентів системи Mn-C, хоча розмірний фактор в цьому випадку теж є значним.
Оскільки Карбон і Станум знаходяться в одній підгрупі Періодичної системи елементів з Si та Ge, а термохімічні властивості розплавів потрійних систем Al-Ni-Sn(C) до цього часу не вивчені, ми змоделювали розплавів цих систем за рівнянням Боньє-Кабо. Показано, що мінімум поверхні цих потрійних систем знаходиться в області розплавів системи Al-Ni. Це свідчить про те, що енергетика сплавоутворення в розплавах потрійних систем Al-Ni-Sn(C) визначається взаємодією в граничній системі Al-Ni., а також про відсутність в них потрійних тугоплавких сполук. Навпаки, для розплавів потрійних систем Al-Ni-Sc(La) прогнозовані поверхні ентальпій змішування характеризуються мінімумами, які припадають на середину трикутника Гіббса - Розебома. Це свідчить про можливе утворення в цій області складів тернарних сполук, що плавляться при досить високій температурі. Це корелює із ентальпіями утворення деяких алюмонікелідів ітрію, для яких в цій області складів мінімальні значення близькі до - 65 кДж/моль.
Моделювання енергій Гіббса і ентропій утворення розплавів трикомпонентних систем Al-Ni-Si(Ge,Y).
Для більш глибокого розуміння характеру міжчасткової взаємодії в розплавах ми змоделювали енергії Гіббса та ентропії змішування досліджених розплавів трикомпонентних систем Al-Ni-Y(Ge,Si) (рис. 8) за рівнянням Боньє-Кабо, тому що розраховані з його використанням ентальпії змішування цих розчинів добре корелюють з експериментально встановленими.
Для цього були використані достовірні енергії змішування Гіббса розплавів подвійних граничних систем, відомих з літератури - Al-Ni(Si, Ge), Ni-Si(Ge), а також оцінені із координат ліквідус відповідних діаграм стану Al(Ni)-Y, в тому числі за рівнянням Хауффе-Вагнера. Нами встановлено, що визначені в такий спосіб активності компонентів в розплавах добре вивчених систем узгоджуються з достовірними даними. Використавши визначені нами термохімічні властивості розплавів Al(Ni)-Y, ми оцінили їх ентропії змішування. Для прикладу, в табл. 4 наведені ДG, ДGнадл, ДS, ДSнадл розплавів системи Al-Y при 1770 К. Як і слід було очікувати, вони характеризуються від'ємними значеннями.
Таблиця 4. ДG, ДGнадл, ДS, ДSнадл розплавів системи Al-Y при 1770 К
|
xAl |
ДG, кДж/моль |
ДGнадл, кДж/моль |
ДS, Дж/моль•K |
ДSнадл, Дж/моль•K |
|
|
0,1 |
-10,6 |
-5,7 |
-0,7 |
-3,4 |
|
|
0,2 |
-18,4 |
-10,9 |
-2,7 |
-6,8 |
|
|
0,3 |
-24,4 |
-15,2 |
-5,3 |
-10,3 |
|
|
0,4 |
-28,0 |
-17,9 |
-8,4 |
-14,0 |
|
|
0,5 |
-28,9 |
-18,5 |
-11,5 |
-17,3 |
|
|
0,6 |
-27,6 |
-17,5 |
-12,4 |
-17,9 |
|
|
0,7 |
-24,9 |
-15,8 |
-9,5 |
-14,5 |
|
|
0,8 |
-19,7 |
-12,4 |
-5,6 |
-9,5 |
|
|
0,9 |
-12,2 |
-7,4 |
-1,9 |
-4,5 |
Із рис. 8 ясно, що на поверхнях енергій змішування Гіббса розплавів потрійних систем Al-Ni-Y(Ge, Si) є мінімуми. Такі мінімальні значення енергії змішування Гіббса свідчать про дуже сильну взаємодію між різносортними атомами. Це не дивно, так як в твердому стані компоненти цих систем утворюють велику кількість потрійних сполук.
Розрахунок здатності до аморфізації. Термодинамічні критерії аморфізації металічних сплавів дозволяють із загальних уявлень, без конкретизації атомної чи електронної будови рідкої та кристалічних фаз, виявити системи, сплави яких мають підвищену або, навпаки, знижену схильність до аморфізації. Одним із способів опису здатності сплавів до аморфізації фази є параметр GFT (glass forming tendency). GFT - це величина, яка показує, наскільки даний сплав аморфізується легше, ніж чистий компонент у випадку, коли в розплаві існують асоціати AiBj. Ми розробили спеціальну програму для розрахунку GFT для розплавів потрійних систем за рівнянням Матія-Зелінського. На рис.9 наведені результати розрахунків GFT розплавів потрійних систем Al-Ni-Y(Ge, Si).
Рис.9. Значення параметру GFT для розплавів потрійних систем Al-Ni-Y(Ge,Si):
Видно, що спостерігається кореляція між розрахованими і експериментально встановленими областями аморфізації. Це вказує на те, що рівняння Матія-Зелінського може бути застосоване для прогнозування схильності до аморфізації розплавів систем Al-Ni-метал.
Висновки
1. Методом калориметрії уточнені парціальні та інтегральні ентальпії змішування рідких сплавів подвійних систем (Al)Ni-Y та розраховані з координат ліквідусу діаграм стану активності компонентів у них при 1770 К. Показано, що термохімічні властивості цих розплавів корелюють з літературними, а активності компонентів проявляють досить великі відхилення від ідеальних розчинів.
2. Різними варіантами методу високотемпературної ізопериболічної калориметрії вперше визначені термохімічні властивості розплавів потрійних систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Si, Al-Ni-Y при 1770-1800 К в широкій області концентрацій за 21 променевим перерізом. Встановлено, що розплави вивчених систем утворюються з екзотермічними ефектами. Мінімальні значення інтегральних ентальпій змішування вивчених потрійних розплавів припадають на граничні подвійні системи: Al-Ni (Al-Ni-Ge(Y)), Ni-Si (Al-Ni-Si), Mn-Si (Ga-Mn-Si), Ge-Mn (Ga-Mn-Ge).
3. Термохімічні властивості усіх досліджених нами потрійних розплавів змодельовані з достовірних ентальпій змішування відповідних подвійних граничних систем. На основі аналізу експериментальних та змодельованих ентальпій змішування цих потрійних розплавів встановлено, що енергетика їх утворення коректно описується рівнянням Боньє-Кабо. Це означає, що ентальпія змішування потрійних розплавів Ga-Mn-Ge(Si), Al-Ni-Ge(Si, Y), в основному, обумовлюється взаємодією компонентів у відповідних подвійних граничних сплавах.
4. Вперше розраховані термохімічні властивості дотепер не вивчених розплавів потрійних систем Ga-Mn-C(Sn, Pb), використовуючи дані для подвійних граничних систем Ga(Mn)-C(Sn, Pb), виведені нами із критичного аналізу відомої для них фізико-хімічної інформації. Встановлено, що розплави цих систем утворюються з виділенням незначної кількості теплоти, а мінімуми ентальпій змішування припадають на подвійні граничні системи Ga-Mn або Mn-C.
5. З метою розширення термодинамічної інформації для вивчених рідких сплавів потрійних систем Al-Ni-Y(Ge, Si) змодельовані їх мольні енергії Гіббса. Для цього були використані активності компонентів рідких сплавів подвійних граничних систем, які встановлені нами і відомі з літератури. Показано, що мінімальні значення ДG розплавів цих систем складають -47, -39 та -39 кДж/моль відповідно. Такі значення ДG свідчать про дуже сильну взаємодію між різносортними атомами, що корелює з їх поведінкою в твердому стані (компоненти цих систем утворюють стабільні потрійні сполуки).
6. Із інтегральних ентальпій змішування розплавів потрійних систем Al-Ni-Y(Ge, Si) за рівнянням Матія-Зелінського оцінена їх схильність до аморфізації при швидкому гартуванні з рідкого стану. Показано, що в усіх досліджених сплавах потрійних систем проявляється схильність до утворення металічних стекол, що узгоджується з експериментальними результатами.
Список опублікованих праць
1. Романова Л.О. Калориметричне визначення ентальпій змішування в потрійній системі Ge-Ga-Mn / Л.О. Романова, В.С. Судавцова, О.А. Бєлобородова, Т.Н. Зіневич, Н.В. Котова // Вісник Київського університету. Серія Хімія. - Вип. 39-40. - 2003. - c. 74-76. (Особистий внесок здобувача: калориметричне визначення ентальпій змішування та обробка експериментальних даних)
2. Романова Л.О. Калориметричне визначення ентальпій змішування в потрійній системі Ge-Ni-Al / Л.О. Романова, В.С. Судавцова, О.А. Бєлобородова, Т.Н. Зіневич, Н.В. Котова. // Вісник Київського університету. Серія Хімія. - Вип. 41. - 2004. - с. 43-44. (Особистий внесок здобувача: проведення калориметричного експерименту та обговорення результатів)
3. Романова Л.О. Термодинаміка сплавоутворення в потрійній системі Ge-Ga-Mn / Л.О. Романова, В.С. Судавцова, Н.В. Котова, Т.М. Зіневич // Збірник наукових праць “Фізична хімія. Пошуки, досягнення, перспективи”. Всеукраїнська наукова конференція “Фізико-хімія конденсованих систем і міжфазних границь (до 100-річчя кафедри фізичної хімії)”, ВПЦ “Київський університет”, 2005. - c. 186-190. (Особистий внесок здобувача: підготовка зразків та калориметричної установки, проведення експерименту)
4. Романова Л.О. Енергетика сплавоутворення подвійних системAl(Ni)-Y/ Л.О. Романова, В.С. Судавцова, Н.В. Котова. // Теория и практика металлургии. - № 4-5 - 2006 - с. 31-33. (Особистий внесок здобувача: проведення калориметричних досліджень та обробка результатів експерименту, участь у написанні статті)
5. Судавцова В.С. Термодинамические характеристики образования сплавов в тройных системах Ge-Ga-Mn и Si-Ni-Al / В.С. Судавцова, Л.А. Романова, Н.В. Котова, Т.Н. Зиневич // Журн. физ. химии. - 2007. - том 81, № 10. - c. 1758-1764. (Особистий внесок здобувача: проведення калориметричного експерименту )
6. Судавцова В.С. Термохімічні властивості рідких сплавів системи Si-Ni-Al. В.С. Судавцова, Л.О. Романова, Котова Н.В., Зиневич Т.Н. // Порошковая металлургия. - 2007. - № 3/4. - с. 79-85. (Особистий внесок здобувача: підготовка зразків, проведення експерименту )
7. Cудавцова В.С. Термодинамические свойства сплавов системы Al-Mn / В.С.Cудавцова, Н.В.Котова, Л.А.Романова // Неорганические материалы. - 2009. - Т. 45, № 6. - С. 690-693. (Особистий внесок здобувача: підготовка зразків та калориметричної установки, проведення експерименту, написання статті)
8. Судавцова В. С.Теплоты смешения в сплавах тройной системы Ge-Ga-Mn в области концентраций, богатых германием / В. С. Судавцова, Т. Н. Зиневич, Н. В. Котова, Л. А. Романова //Труды Четвертой Международной конференции «Благородные и редкие металлы БРМ-2003», Донецк, 22-26 сентября 2003. - Донецк, 2003. - С. 513-515.
9. Romanova L.O. The enthalpies of mixing in the Ge-Ga-Mn system / Romanova L.O., Sudavtsova V.S., Zinevich T.M., Kotova N.V., Dubyna V.N. // Proc. Of Second International Chemistry Conf. Toulouse-Kiev 2003, 2-3 June 2003, Campus Universitaire de Rangueil-Batiment U4, Toulouse, France. - P-47.
10. Судавцова В.С. Термохимические свойства расплавов тройной системы Si-Ni-Al. В.С. Судавцова, Н.В. Котова, Т.Н. Зиневич, В.Н. Дубина, Л.А. Романова // XI Российская конференция «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов». 14-16 сентября 2004 г. Екатеринбург. - 2004. T. 2. - с. 256-260.
11. Romanova L.O. Thermodynamic properties of liquid alloys of ternary systems Si(Ge)-Ni-Al // L.O. Romanova, V.S.Sudavtsova, N.V. Kotova, T.M. Zinevich / Тези доповідей IX міжнародної конференції з кристалохімії інтерметалічних сполук, Львів, 20 - 24 вересня 2005р. - р.53.
12. Romanova L.O. Thermodynamic properties and structure of alloys of Si-Ni-Al systems // L.O. Romanova, V.S.Sudavtsova / Тези доповідей IX міжнародної конференції з кристалохімії інтерметалічних сполук, Львів, 17-20 вересня 2007р. - р.60.
13. Romanova L.O. Thermodynamic properties in liquid Al-Si-3dMe alloys / L.O.Romanova, V.S.Sudavtsova, T.M.Zinevich, N.V.Kotova, V.N. Dubyna // Proc. Of Second International Chemistry Conf. Toulouse-Kiev 2005, Київ, 18-22 травня 2005р. - P. 103.
14. Судавцова В.С. Вплив елементів на взаємодію в розплавах системи Ni-Al-C(Sn)/ Судавцова В.С., Котова Н.В., Романова Л.О.// IV Міжнародна наукова конференція „Фізика невпорядкованих систем” 14-16 жовтня 2008р. - 2008. - С.176 - 177.
15. Судавцова В.С. Термодинамические свойства жидких сплавов тройных систем Ni-Al-Me (Me=Ti, Y, Zr, Hf) / Судавцова В.С., Подопригора Н. В., Котова Н.В., Романова Л.А. // XI Российская конференция «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов». 22-26 сентября 2008 г. Екатеринбург. - 2008. - T. 2. - С. 239-242.
16. Romanova L.O. Interaction in liquid alloys of Ni-Al-Y sysstem/ Romanova L.O., Sudavtsova V.S., Kotova N.V. // Proc. Of Second International Chemistry Conf. Toulouse-Kiev 2009, 31may - 4june 2009, Campus Universitaire de Rangueil-Batiment U4, Toulouse, France. - P.99.
17. Романова Л.А. Взаимодействие в сплавах Al-Ni-IIIb-металл/ Л.А.Романова, В.С.Судавцова, Н.В.Котова// Материалы II международной научно-технической конференции «Перспективные технологии, материалы и оборудование в литейном производстве», Краматорск, 7-11 сентября 2009 г. - Краматорск 2009. - с.173,174.
18. Romanova L.A. Thermochemical properties of liquid Al-Ni-Y(La) alloys / L.A.Romanova, N.V.Kotova, V.S.Sudavtsova, T.N.Zinevich, N.O.Sharkina // Book of Abstrscts XVII Intern. Conf. on Chemical Thermodynamic.- Kazan, 2009. -Vol. 2. - P. 430.
Анотація
Романова Л.О. Термодинамічні властивості розплавів потрійних систем Ga-Mn-Ge(Si), Al-Ni-Ge(Si, Y).- Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 - фізична хімія.- Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України, Київ, 2010.
Уточнені термохімічні властивості розплавів подвійних систем Ni-Y, Al-Y при 1770 K. Вперше різними варіантами методу високотемпературної ізопериболічної калориметрії визначені парціальні та інтегральні ентальпії змішування рідких сплавів потрійних систем Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Si, Al-Ni-Y в температурному інтервалі 1770 - 1800 К. Встановлено, що розплави цих систем утворюються з екзотермічними ефектами. Інтегральні ентальпії змішування розплавів вивчених потрійних систем змодельовані за рівняннями Тупа та Боньє-Кабо. Найкраща кореляція спостерігається між ентальпіями змішування, визначеними експериментально та змодельованими за рівнянням Боньє-Кабо. Отже енергетика сплавоутворення в цих потрійних системах визначається взаємодією компонентів в граничних подвійних системах. З використанням критерію GFT (glas-forming tendency), який пристосовано до потрійних систем, оцінено схильність до аморфізації. Показано, що розплави потрійних систем Al-Ni-Ge(Si, Y) проявляють схильність до утворення металічних стекол.
Ключові слова: термодинамічні властивості, калориметрія, аморфізація, рідкі сплави, Al, Ga, Ge, Y, Mn, Si, Ni.
Романова Л.А. Термодинамические свойства расплавов тройных систем Ga-Mn-Ge(Si), Al-Ni-Ge(Si, Y).- Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.04 - физическая химия.- Институт проблем материаловедения им.И.Н. Францевича НАН Украины, Киев, 2010.
Впервые методом высокотемпературной изопериболической калориметрии в температурной области 1770 - 1800К определены парциальные и интегральные энтальпии смешения в тройных жидких сплавах систем Ga-Mn-Ge(Si), Al-Ni-Ge(Si, Y). Установлено, что для изученных жидких сплавов характерны большие экзотермические величины энтальпии смешения. Наибольшие отрицательные значения интегральной энтальпии смешения имеют место в системе Al-Ni-Si. Для жидких сплавов двойных систем Al(Ni)-Y рассчитаны активности компонентов из координат линий ликвидус диаграмм состояния соответствующих систем. Установлено, что рассчитанные значения активностей компонентов этих расплавов хорошо согласуются с единичными экспериментальными данными и характеризуются большими отрицательными отклонениями от идеальных растворов. Интегральные энтальпии смешения жидких сплавов изученных тройных систем рассчитаны по методам Тупа и Бонье-Кабо. Лучшая корреляция установлена для энтальпий смешения, которые измерены экспериментально и смоделированные по уравнению Бонье-Кабо. Таким образом энергетика образования сплавов в этих тройных системах определяется взаимодействием компонентов в граничных двойных сплавах. Показана возможность применения данного уравнения для расчетов интегральных энтальпий смешения расплавов тройных систем Al-Ni-металл. Энтропии и энергии смешения Гиббса тройных расплавов Al-Ni-Ge(Si, Y) смоделированы по уравнению Бонье-Кабо из аналогичных параметров для двойных систем. Установлено, что S і G рассмотренных расплавов являются отрицательными и их минимумы приходятся на середину концентрационного треугольника. Энергии смешения Гиббса изученных систем являются менее экзотермичными, чем энтальпии смешения. С использованием критерия GFT (glas-forming tendency), который применен к тройным системам, оценена склонность к аморфизации тройных систем Al-Ni-Ge(Si, Y). Показано, что во всех этих тройных системах проявляется повышенная склонность к образованию металлических стекол.
Ключевые слова: термодинамические свойства, калориметрия, жидкие сплавы, аморфизация, Al, Ga, Ge, Y, Mn, Si, Ni.
Romanova L.O. Thermodynamic Properties of melts of Ternary Ga-Mn-Ge(Si), Al-Ni-Ge(Si, Y) systems - Manuscript.
Ph.D. Thesis on speciality 02.00.04 - physical chemistry.- I.M. Frantsevich institute for problems of materials science, NASU, Kyiv, 2010.
The mixing enthalpies of liquid Ni-Y, Al-Y, Ga-Mn-Ge, Ga-Mn-Si, Al-Ni-Ge, Al-Ni-Si, Al-Ni-Y alloys have been measured by high-temperature isoperibolic calorimetry at 1770 and 1800 К. All investigated ternary systems are characterized by exothermic mixing heat effects. Integral enthalpies of mixing in ternary liquid alloys were calculated by Toop and Bonnier-Caboz models. The best correlation is istablished between experimental enthalpies of mixing and those predicted by Bonnier-Caboz method. This agreement testifies that thermodynamics of ternary alloys is predominantly defined by interaction between components in the boundary binary systems. The possibility of amorphous alloys formation was estimated using glass-forming tendency (GFT) criterion adapted to ternary alloys. Computed GFT satisfactory predicts field of amorphous alloys existence.
Key words: thermodynamic properties, calorimetry, liquid metals, amorphyzation, Al, Ga, Ge, Y, Mn, Si, Ni.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основні методи обробки та регулювання властивостей глинистих матеріалів. Аналіз використання адсорбентів на основі алюмосилікатів для очистки вуглеводневих сумішей та поглинання нафтопродуктів. Визначення сорбційної здатності модифікованого сапоніту.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 20.05.2017Рідкоземельні елементи і їхні властивості та застосування, проблема визначення індивідуальних елементів, спектрометричне визначення компонентів, реагент хлорфосфоназо. Побудова графіків залежності світопоглинання та складання різних систем рівнянь.
дипломная работа [425,0 K], добавлен 25.06.2011Характеристика і практичне застосування дво- та трикомпонентних систем. Особливості будови діаграм стану сплавів. Шляхи первинної кристалізації розплаву. Точки хімічних сполук, евтектики та перитектики. Процес ліквації і поліморфних перетворень в системі.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 27.03.2014Магнітний залізняк та його властивості. Загальна характеристика методу перманганатометрії. Методи визначення заліза в магнітному залізняку. Визначення заліза дихроматним методом. Методика перманганометричного визначення заліза у магнітному залізняку.
курсовая работа [33,3 K], добавлен 05.02.2008Розгляд процесів з нерухомим шаром каталізаторів - методу Гудрі та процесу Термофору. Порівняльний аналіз каталітичної та термічної реакцій розщеплення вуглеводів, визначення їх природних каталізаторів; вивчення хімізму та механізму даних процесів.
реферат [404,4 K], добавлен 12.03.2011Cинтез нових поліциклічних систем з тіопірано-тіазольним каркасом. Сучасні вимоги до нових біологічно-активних сполук. Створення "лікоподібних молекул" з невисокою молекулярною масою. Біологічна активність нових поліциклічних конденсованих систем.
автореферат [89,1 K], добавлен 09.04.2009Види структур сплавів, схема розподілу атомів у гратах твердих розчинів. Залежність властивостей сплавів від їх складу. Основні методи дослідження та їх характеристика. Зв’язок діаграми стану "залізо-цементит" із властивостями сталей, утворення перліту.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 15.02.2011Механізм протікання хімічної та електрохімічної корозії. Властивості міді, латуней і бронз. Види корозії кольорових металів. Основні принципи їх захисту способом утворення плівки, методом оксидування, з використанням захисних мастил та інгібіторів.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 17.01.2013Дослідження корозійної поведінки сталі в водних розчинах на основі триполіфосфату натрію з подальшим нанесенням конверсійних антикорозійних покриттів потенціодинамічним та потенціостатичним методами. Електрохімічне моделювання атмосферної корозії.
дипломная работа [4,5 M], добавлен 24.03.2013Поділ алкадієнів на групи залежно від взаємного розміщення подвійних зв’язків: ізольовані, кумульовані та спряжені. Електронна будова спряжених алкадієнів. Ізомерія, фізичні, хімічні властивості, реакції електрофільного приєднання, синхронні реакції.
реферат [138,8 K], добавлен 19.11.2009Класифікація провідникових матеріалів. Електропровідність металів. Розгляд питання зштовхування електронів з вузлами кристалічної решітки. Латунь як сплав міді з цинком, її властивості та якості провідника. Особливості використання алюмінієвих сплавів.
реферат [42,2 K], добавлен 24.11.2010Характерні властивості розчинів високополімерів, висока в'язкість як їх головна особливість, визначення її розмірності, залежності від концентрації. Внутрішнє тертя в текучій рідині. Схема утворення гелів і студнів, зменшення в'язкості високополімерів.
контрольная работа [288,3 K], добавлен 14.09.2010Особенности получения коллоидных систем. Теоретический анализ процессов формирования кварцевых стекол золь-гель методом. Получение золь-коллоидных систем по "гибридному" методу. Характеристика свойств квантовых стекол, активированных ионами европия.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.02.2010Характеристика, классификация и химические основы тест-систем. Средства и приёмы анализа различных объектов окружающей среды с использованием тест-систем. Определение ионов кобальта колориметрическим методом из растворов, концентрации ионов меди.
дипломная работа [304,6 K], добавлен 30.05.2007Характеристика лимонної кислоти та способів її отримання. Аналіз принципів і способів отримання оцтової кислоти. Властивості і застосування ітаконової кислоти. Біологічний синтез лимонної, оцтової та ітаконової кислоти, особливості і умови даних процесів.
курсовая работа [119,9 K], добавлен 26.08.2013Піни – грубодисперсні висококонцентровані системи у складі бульбашок і рідкого дисперсійного середовища. Класифікація і характеристика пін; методи визначення їх дисперсності. Структурно-механічні і оптичні властивості пін, електрична провідність.
контрольная работа [201,6 K], добавлен 17.01.2013Характеристика стічної води за якісним та кількісним складом. Хімічні та фізичні властивості сульфатної кислоти та її сполук. Статистично-математична обробка результатів аналізу по визначенню сульфатів комплексонометричним і турбидиметричним методом.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.06.2011Первые практические сведения о коллоидах. Свойства гетерогенных смесей. Соотношение между поверхностью коллоидной частицы и объемом коллоидной частицы. Своеобразие дисперсных систем. Особенности коллоидных растворов. Классификация дисперсных систем.
презентация [150,3 K], добавлен 17.08.2015Актуальність визначення металів та застосування реагенту оксихіноліну для їх визначення. Загальна його характеристика. Правила методик визначення з оксихіноліном, аналітичні методи. Застосування реагенту в медиціні, при розробці нових технологій.
курсовая работа [55,0 K], добавлен 11.05.2009Фізичні, хімічні та термодинамічні властивості фосфору, характерний ступінь його окислення. Отримання фосфору, застосування та біологічна роль. Форми розподілу потенціалу, поля та заряду в широкозонних напівпровідниках при різних умовах поляризації.
реферат [308,4 K], добавлен 24.09.2012
