Визначення термодинамічних величин бінарних металевих систем з низькою розчинністю компонентів у твердій α-фазі

  • Alexey P. Shcherban Національний Науковий Центр “Харківський фізико-технічний інститут” https://orcid.org/0000-0002-6004-0579
  • Olga A. Datsenko Національний Науковий Центр “Харківський фізико-технічний інститут” https://orcid.org/0000-0002-5512-9878
Ключові слова: подвійні металеві системи, α-фаза, ентальпія розчинення, коефіцієнт активності, активність, ретроградна розчинність, діаграма стану

Анотація

Запропоновано метод визначення термодинамічних величин: парціальної ентальпії розчинення , коефіцієнтів активності та активностей другого компонента В в подвійних металевих системах з низькою розчинністю у твердій α-фазі. Алгоритм визначення вище зазначених величин полягає в послідовності попередніх розрахунків граничних і рівноважних коефіцієнтів розподілу і побудови ліній насиченого твердого розчину для таких систем з низькою розчинністю другого компонента. Попередньо отримані дані є необхідними для визначення парціальної ентальпії розчинення і інших величин в досліджуваних системах. Така послідовність розрахунків є запропонованим методом визначення термодинамічних параметрів розчинення. Визначені значення і температурні залежності ентальпії розчинення малорозчинного компонента для таких систем як Cd-Na, Cd-Tl, Te-Ga, Te-As, Te-Cu, Zn-Sn, а також коефіцієнти активності  і активності  другого компонента в насиченій α-фазі в цих системах. Аналіз отриманих результатів по ентальпії розчинення показує, що спостерігається зміна парціальної ентальпії зі зміною температури розчинення. При зниженні температури від точки плавлення чистого основного компонента до температури евтектики спостерігається збільшення парціальних ентальпій розчинення другого компонента для досліджених систем. Система Te-Ga характеризується від'ємним значенням . Негативне значення  вказує на екзотермічний процес розчинення галію в телурі, на відміну від інших систем, в яких розчинення другого компонента відбувається з поглинанням тепла. Аналізуючи значення ентальпії розчинення в досліджуваних системах, необхідно відзначити, що низьким значенням  < 2000 Дж/моль характеризуються системи Cd-Na і Te-Ga. Для систем Te-Cu, Te-As, Te-Tl, Zn-Sn> 15000 Дж/моль. Системи зі значенням  > 15000 Дж/моль виявляють тенденцію до виникнення в них ретроградної розчинності. Виявлено відмінність у значеннях  більш, ніж на два порядки для різних систем.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографії авторів

Alexey P. Shcherban, Національний Науковий Центр “Харківський фізико-технічний інститут”

вул. Академічна 1, м. Харків, 61108, Україна; Corresponding author: shcherban@kipt.kharkov.ua

Olga A. Datsenko, Національний Науковий Центр “Харківський фізико-технічний інститут”

вул. Академічна 1, м. Харків, 61108, Україна

Посилання

Lyakishev N.P. Phase diagrams of binary metal system. - Vol.1. - М.: Mashinostroyeniye, 1996. – 992 p.; Vol.2. - М.: Mashi-nostroyenoye, 1997. – 1024 p. (in Russian)

Kovtun G.P., Scherban’ A.P., Datsenko O.A. Determination of the limiting impurity distribution coefficients k0 limB in cadmium and zinc // Voprosy atomnoy nauki i tekhniki. Ser.: Vacuum, pure materials, superconductors. – 2002. – No. 1(12). – P. 151 155. (in Russian)

Kovtun G.P., Scherban’ A.P., Datsenko O.A. Calculation method for determining the limiting impurity distribution coefficients k0limB at the directional crystallization of metals // Voprosy atomnoy nauki i tekhniki. Ser.: Vacuum, pure materials, superconduc-tors. – 2003. – No. 5(13). – P. 3-6. (in Russian)

Scherban’ A.P. The limiting distribution coefficients of low-soluble impurities in metals // Journal of V.N. Karazin Kharkiv Na-tional University. Series Nuclei, particles, fields. – 2011. – No. 946. – Iss.1(49) – P. 75-80. (in Russian)

Kovtun G.P., Scherban’ A.P. Estimation of the solubility limit of low-soluble components under eutectic transformations in the binary metal systems // Problem of Atomic Science and Engineering. – 2014. – No. 1(89). – P. 37-40.

Scherban’ A.P., Datsenko O.A. Analysis of phase diagrams of binary metal systems in the field at low concentration of compo-nents // Journal of V.N. Karazin Kharkiv National University. Series Nuclei, particles, fields. – 2013. – No. 1069. – Iss. 4(60). – P. 95–99. (in Russian)

Shcherban A.P., Datsenko O.A., Kovtun G.P. Construction of Solidus Lines of Binary Metal Systems Having a Low Solubility of Components in the Solid Phase // Open Journal of Metal. – 2014. – Vol. 4. – P. 65-71.

Svellin R.A. Solid phase thermodynamics. – Metallurgiya, 1968. – 316 p.

Barthel J., Buhrig E., Hein К., Kuchař L. Cristallisation aus Schmelzen // Reference manual: Translation from German. - М.: Me-tallurgy, 1987. – 320 p. (in Russian).

Kröger F.A. Chemistry of imperfect crystals. – Translation under the editorship of Poltorak O.M., 1969. - 654 p.

Опубліковано
2018-09-27
Цитовано
Як цитувати
Shcherban, A. P., & Datsenko, O. A. (2018). Визначення термодинамічних величин бінарних металевих систем з низькою розчинністю компонентів у твердій α-фазі. Східно-європейський фізичний журнал, 5(3), 75-81. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2018-3-09