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.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВА ІМ. І.М.ФРАНЦЕВИЧА Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наукНауковий керівник: доктор хімічних наук, Судавцова Валентина Савелівна, Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України, провідний науковий співробітник Офіційні опоненти: доктор хімічних наук, членкор. 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. З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту проблем матеріалознавства імені І.М.Францевича НАН України, за адресою: 03142, м.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. Термодинамічні функції розплавів і фаз є одними з найважливіших серед численних фізико - хімічних властивостей сплавів, оскільки вони кількісно характеризують енергію міжатомної взаємодії компонентів. В звязку 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. Вивчення термодинамічних властивостей сплавів Al-Ni-метал має велике значення для зясування факторів, що впливають на аморфізацію. 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 звязку 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.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 При додаванні зразка в розплав реєстрували відповідні криві теплообміну, що повязані із нагріванням його до температури досліду та розчиненням в розплаві. 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. 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. 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.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. Тому для отримання інформації про ентальпії змішування розплавів дотепер невивчених потрійних систем ми використали також модель Боньє-Кабо. 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. 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.Показано, що термохімічні властивості цих розплавів корелюють з літературними, а активності компонентів проявляють досить великі відхилення від ідеальних розчинів. 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). На основі аналізу експериментальних та змодельованих ентальпій змішування цих потрійних розплавів встановлено, що енергетика їх утворення коректно описується рівнянням Боньє-Кабо.