Термодинамічні властивості рідких сплавів потрійних систем Al-Cu-Si, Al-Fe-Si та Al-Fe-Ge - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукРобота виконана на кафедрі фізичної хімії Київського університету імені Тараса Шевченка Бєлобородова Олена Арсеніївна, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри фізичної хімії Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, старший науковий співробітник Туркевич Володимир Зіновійович, Інститут надтвердих матеріалів імені В.М. Захист відбудеться “28” жовтня 2002 р. о “14” год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.03 в Київському національному університету імені Тараса Шевченка (01033, Київ, вул. З дисертацію можна ознайомитися в бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (м.Такі аморфні сплави при ізотермічній витримці поблизу температури кристалізації здатні утворювати цінні для матеріалознавства композитні матеріали, які містять наночастки кристалічної фази. Тому вивчення термодинамічних властивостей сплавів Al-Ge(Si)-3d-метал має велике значення для зясування факторів, що впливають на їх аморфізацію. Метою даної роботи є одержання даних з термодинамічних властивостей рідких сплавів потрійних систем Al-Cu-Si, Al-Fe-Si та Al-Fe-Ge різними експериментальними методами; встановлення концентраційного та температурного ходу термодинамічних функцій змішування в цих сплавах; аналіз звязку між характером взаємодії компонентів в потрійних і відповідних граничних подвійних системах; визначення кореляції між концентраційними залежностями термодинамічних функцій змішування та характером фазових рівноваг в потрійних сплавах; прогнозування на основі вивчених термодинамічних характеристик схильності до аморфізації сплавів досліджених систем. Методи дослідження - для визначення термодинамічних властивостей рідких потрійних сплавів використовували метод високотемпературної ізопериболічної калориметрії та метод електрорушійних сил з рідким електролітом; для розрахунку термодинамічних функцій змішування в потрійних системах з даних для граничних подвійних систем застосовували метод Боньє-Кабо; для оцінки здатності сплавів до аморфізації використовували модель Зелінського. Вперше в широкій області концентрацій методом високотемпературної ізопериболічної калориметрії виміряні парціальні для алюмінію та розраховані інтегральні ентальпії змішування в розплавах систем Al-Cu-Si, Al-Fe-Ge та Al-Fe-Si при 1750 К; з використанням електрохімічного методу визначені активності алюмінію, парціальні та інтегральні енергії Гіббса, ентальпії та ентропії змішування рідких сплавів систем Al-Cu-Si та Al-Fe-Ge; виконано розрахунок інтегральних ентальпій та надлишкових енергій Гіббса змішування рідких сплавів потрійних систем Al-Cu-Si, Al-Fe-Ge та Al-Fe-Si за методом Боньє-Кабо; із застосуванням одержаних термодинамічних даних за моделлю Зелінського оцінено схильність до аморфізації сплавів ряду зазначених потрійних систем.З величин парціальної ентальпії змішування розраховували значення ai-функції (ai = DHI / (1 - xi)2), які, в свою чергу, за методом найменших квадратів апроксимували степеневими поліноміальними залежностями від мольної частки компоненту і. Інтегральні термодинамічні функції змішування розраховували за допомогою інтегрування рівняння Гіббса-Дюгема: , де DФ - надлишкова термодинамічна функція змішування, DGXS, DH або DSXS; DФ0 - інтегральна надлишкова термодинамічна функція змішування у вихідній подвійній системі Cu-Si або Fe-Ge. Метод І полягає в сумісній обробці за МНК даних для перерізів потрійної системи та для граничних подвійних систем у відповідності до рівняння: , де x1 - мольна частка компоненту 1 (Al), x2 - мольна частка Si або Ge в потрійних сплавах. Згідно з інтерполяційним методом ІІ, спочатку з даних для граничних подвійних систем розраховували термодинамічні властивості в потрійних сплавах за методом Боньє-Кабо. Сплави Fe-Si вивчалася для апробації калориметричної установки, оскільки ентальпії змішування в цій системі на даний час досліджені досить детально.Встановлено, що метод І, який полягає в сумісній обробці за МНК даних для потрійної та граничних подвійних систем, краще застосовувати для інтерполяції термодинамічних властивостей потрійних сплавів у випадках, коли дані для граничних подвійних систем одержані не у всій області концентрацій (DGXS в системі Al-Cu-Si) та коли різниця між експериментальними та розрахованими за геометричною моделлю величинами є знакозмінною (DH в системі Al-Cu-Si). Метод ІІ, який зводиться до статистичної обробки величин різниці між експериментальними та розрахованими за моделлю Боньє-Кабо термодинамічними функціями змішування, краще використовувати, коли різниця між експериментальними та розрахованими величинами приймає невеликі відємні (DH в системі Al-Fe-Si) або невеликі додатні (DH в системі Al-Fe-Ge) значення.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ