Характер фазових рівноваг та термодинамічні властивості сплавів потрійних систем Gd-Al-Ga, Gd-Ge-Ga і Gd-Si-Ga - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукРобота виконана в Київському університеті імені Тараса Шевченка. Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Бєлобородова Олена Арсеніївна, Київський університет імені Тараса Шевченка, кафедра фізичної хімії. Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, старший науковий співробітник Туркевич Володимир Зіновійович, Інститут надтвердих матеріалів НАН України, заступник директора з наукової роботи кандидат хімічних наук Іванов Михайло Ігоревич, Інститут проблем матеріалознавства імені І. М. Францевича НАН України, старший науковий співробітник відділу фізичної хімії неорганічних матеріалів.Теоретичну основу створення нових металічних матеріалів становлять результати дослідження фазових рівноваг, термодинамічних властивостей і структурних характеристик сплавів в широкому інтервалі температур і концентрацій, включаючи рідку фазу. Вивчення фізико-хімічних властивостей таких систем доцільно проводити у звязку з розробкою наукових основ створення сплавів, що можуть застосовуватись як нові матеріали. В звязку з цим метою даного дослідження є: встановлення характеру фазових рівноваг в потрійних системах Gd-Al-Ga, Gd-Ge-Ga та Gd-Si-Ga; дослідження термодинамічних властивостей розплавів цих систем; встановлення звязку концентраційних залежностей термодинамічних характеристик з особливостями структури сплавів потрійних систем; визначення кореляції між характером взаємодії компонентів у потрійних системах та відповідних подвійних граничних системах; виявлення закономірностей сплавоутворення в потрійних системах Gd-Al (Ge, Si)-Ga. Наукова новизна роботи: вперше методом рентгенівського фазового аналізу вивчено фазовий склад сплавів і побудовано фрагменти ізотермічних перерізів діаграм стану системи Gd-Ge-Ga (в інтервалі 20 - 42 ат. 57“ - GDGE3, а також підтверджено існування германідів Gd11Ge10 і GDGE1, 9; визначено границі існування твердих розчинів на основі подвійних сполук граничних бінарних систем Gd-Ga, Gd-Al, Gd-Ge, Gd-Si; вперше в потрійних системах Gd-Al (Ge, Si)-Ga синтезовано 11 потрійних сполук, для 6-ти з них визначено кристалографічні характеристики; прямим калориметричним методом вперше виміряно парціальні для гадолінію і розраховано інтегральні ентальпії змішування розплавів потрійних систем Gd-Al (Ge, Si)-Ga; запропоновано метод оцінки інтегральних ентальпій змішування в потрійних системах у широкій області концентрацій з експериментальних даних на основі теорії ”оточеного атома”.Другий розділ містить характеристику вихідних матеріалів, методики виготовлення, термообробки і дослідження фазового складу та кристалічної структури сплавів систем Gd-Al (Ge, Si)-Ga, а також результати рентгенівських досліджень. Сполука 5-GDGE1, 0-0, 7Ga1, 0-1, 3, про яку вже згадувалося при аналізі фрагменту ізотермічного перерізу діаграми стану системи Gd-Ge-Ga при 673 К, при 1073 К має область гомогенності від ~34 до 43 ат. Фазові рівноваги в системі Gd-Si-Ga досліджено на 93 литих і відпалених (1300 годин при 1073 К) сплавах. Аналіз результатів дослідження фазового складу показує, що в системі Gd-Si-Ga утворюються дві потрійні сполуки, склади яких можна наближено описати формулами: 1-GDSI0, 9-0, 6Ga1, 1-1, 4 і 2-GDSI0, 9-0, 6Ga0, 1-0, 4. З метою представлення концентраційних залежностей інтегральної ентальпії змішування в усій області концентрацій та більш обгрунтованого підходу до аналіза термодинаміки сплавоутворення у цих системах, а також порівняння його з результатами рентгенівського дослідження в даній роботі виконано розрахунки ентальпій змішування на основі моделі ”оточеного атома”.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ