Вибори директора
  1. Головна
  2. Структура
  3. Фізико-хімія і технології наноструктурних і функціональних матеріалів
  4. Публікація

Термодинамічні властивості розплавів системи Bi—Eu

В.С.Судавцова,
 
В.А.Шевчук,
 
Л.О.Романова,
 
М.І.Іванов
 

Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , Київ
sud.materials@ukr.net
Usp. materialozn. 2021, 2:90-100
https://doi.org/10.15407/materials2021.02.090

Анотація

Методом калориметрії вперше визначено термохімічні властивості сплавів системи Bi–Eu за температури 1200 К в інтервалах складів 0 ≤ хBi ≤ 0,2 і 0,77 ≤ хBi ≤ 1,0. Встановлено, що мінімальне значення ентальпії змішування дорівнює – 61,7 ± 0,5 кДж/моль за умови xBi = 0,5; =-184,7 ± 167 кДж/моль,  = –206,9 ± 21,8 кДж/моль. Розраховано активності компонентів за моделлю ідеального асоційованого розчину (ІАР) з використанням даних про термохімічні властивості розплавів системи Ві–Eu. Виявлено, що активності компонентів мають великі від’ємні відхилення від ідеальних розчинів з високим вмістом асоціатів EuBi та EuBi2. Для прогнозування ентальпій утворення сполук LnBi проаналізовано наявні літературні дані по цих параметрах і найбільш достовірні представлено у вигляді залежності ΔfH = f(ZLn). Встановлено, що ентальпії утворення Ln–Bi змінюються плавно і монотонно, за виключенням систем Bi–Eu та Ві–Yb. Це пояснено великими розмірними факторами для двох наведених систем. Для об’єднання всіх даних по ентальпіях утворення інтерметалідів LnBi систем Ln–Bi залежно від порядкового номера Ln потрібні аналогічні значення для сполуки EuBi. Але на даний час вони невідомі, тому на основі викладеного було прийнято, що значення мінімальної ентальпії змішування близьке до значення ентальпії утворення цієї сполуки. Свідченням цієї гіпотези є дані по ентальпіях утворення фаз YbBi і еквіатомних розплавів подвійної системи Yb–Bi. Для підтвердження термодинамічних даних співставлено температури плавлення (утворення) проміжних фаз, LnBi або Ln4Bi3, відомі з діаграм стану систем Bi– Ln. Одержані залежності корелюють з аналогічними для функції ΔfH = f(ZLn ) і ΔV = f(ZLn). Це означає, що зроблені прогнози термохімічних властивостей вірно відображають природу розглянутих розплавів системи B–Eu .


Завантажити повний текст

BI, EU, LN, МЕТОД КАЛОРИМЕТРІЇ, МОДЕЛЬ ІДЕАЛЬНОГО АСОЦІЙОВАНОГО РОЗЧИНУ, РОЗПЛАВИ, СПОЛУКИ, ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Посилання

1. Plokhikh I.V., Charkin D.O., Kuznetsov A.N., Verchenko V.Yu., Ignatiev I.A., Kazakov S.M., Tsirlin A.A., Shevelkov A.V. New clathrate-like compound Eu7 Bi Cu44 23-δ: synthesis, crystal and electronic structure, and the effect of As–for–Bi substitution on the magnetic properties. Intermetallics. 2018. Vol. 98. P. 1–10.

2. Лебедев В.А., Кобер В.И., Ямщиков Л.Ф. Термохимия сплавов редкоземельных и актиноидных элементов. Cправ. изд. Челябинск: Металлургия, Челяб. отд. 1989. C. 336.

3. Shevchenko M.O., Berezutski V.V., Ivanov M.I., Kudin V.G., Sudavtsova V.S. Thermodynamic properties of alloys of the binary Al–Sm, Sm–Sn and ternary Al–Sm–Sn systems // J. Phase Equilib. Diff. 2015. Vol. 36 (1). P. 39–52.

4. Dinsdale A.T. SGTE data for pure elements. Calphad. 1991. Vol. 15, No. 4. Р. 319–427.

5. Borzone G., Borsese V., Capelli A., Delfino A.. Ferro R _ Heat of Formation of La4Bi and LaBi compounds. Thermochimica Acta. I974. Vol. 9. Р. 313–317.

6. Borsese A., Calabretta A., Ferro R. Heat of Formation of cerium-bismuth alloys. J. Less-Common Metals,1978. Vol. 58. Р. 31–36.

7. Borsese A., Ferro R., Capelli R., Delfino S. Heat of Formation of praseodymiuimbismuth alloys Thermochim. Acta. 1974. Vol. 11. Р. 205–210.

8. Capelli R., Delfino S., Ferro R. Heat of Formation of Neodymium-Bismuth alloys. Thermochimica Acra. 1974. Vol. 8. Р. 393–397.

9. Borzone G., Parodi N., Ferro R. Contribution to the Thermochemistry or rare earth phictides the Sm–Bi system. J. Phase equilibria. 1993. Vol. 14 no 4. P. 485–493.

10. Borzone G., Borsese A., Ferro R. Heat of Formation of gallodium- Bismuth alloys. Thermochimica Acta. 1980. Vol. 41. P. 175–180.

11. Borsese A., Borzone G., Ferro R. Heat of Formation of Dysprosium-Bismuth alloys // Journal of the Less-Common Metals. 1977. Vol. 55. Р. 115–120.

12. Parodia N., Borzone G., Balduccib G., Bruttib S., Cicciolib A., Giglib G. Thermochemistry of holmium bismuthides. Intermetallics. 2003. Vol. 11. Р. 1175–1181.

13. Parodi R. G, Ferro R,. Cacciamani G. On the Thermochemistry of the rare earth compounds with the p-Block elements. J. of Phase equilibria 1994. Vol 15, No. 3.

14. Borzone G., Ferro R., Parodi N., Saccone A. Ytterbium bismuthides: ytterbium valency and thermodynamics // Gazz. Chim. Ital. 1995. Vol. 125. P. 263–270.

15. De Boer F.R. Cohesion in Metals. Transition metal alloys / F.R. De Boer, R. Boom, W.C.M. Mattens, A.R. Miedema, A.K. Niessen // in F.R. De Boer, D.G. Pettifor eds., Cohesion and structure Series, North-Holland, Amsterdam etc. 1988. P. 758.

16. Colinet C., Pasturel A Enthalpies of formation of liquid and solid binary alloys of lead, antimony and bismuth with rare earth elements. J. Less-Common Metals. 1984. Vol. 102. P. 239–249.

17. Шевченко М.А., Иванов М.И., Березуцкий В.В., Судавцова В.С. Термодинамические свойства сплавов двойной системы Bi–Yb. Журн. физ. химии. 2016. Т. 90, № 4. С. 500–512.

18. Masalsky T.B. (ed) / 1990 Binary Alloy Phase Diagrams 2nd edn (Metals Park, OH: ASM International).

19. Wang J., Li Ch., Guo C., Du Zh., Wu B. Thermodynamic assessment of the Bi– Er and the Bi–Dy systems. Thermochimica Acta 2013. Vol. 566. Р. 44–49.

20. Djaballah Y., SaidAmer A., Ugur S., Ugur G., Hidoussi A., Belgacem-Bouzida A. Thermodynamic descriptionofthe Bi–Cs and Bi–Tm systemsupported by firstprinciples calculations. CALPHAD. 2015. Vol. 48. P. 72–78.

21. Wang C.P., Zhang H.L, Tang A.T, Panb F.S, Liu X.J. Thermodynamic assessments of the Bi–Nd and Bi–Tm systems. J. Alloys and Compounds. 2010. Vol. 502. P. 43–48.

22. Wang. S.L., Gao F., Ganc S.X., Wang C.P., Liu X.J. Thermodynamic assessments of the Bi–Lu and Lu–Sb systems. CALPHAD 2011. Vol. 35. P. 421–426.

Публікації