Вибори директора
  1. Головна
  2. Структура
  3. Фізико-хімія і технології наноструктурних і функціональних матеріалів
  4. 06. Відділ фізичної хімії неорганічних матеріалів
  5. Іванов М.І.
  6. Публікація

Термодинамічні властивості і фазові рівноваги в сплавах системи Bi—Tm

В.С.Судавцова 1*,
 
В.А.Шевчук 1,
 
В.Г.Кудін 2,
 
Н.В.Подопригора 1,
 
М.І.Іванов 1
 

1 Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України , Київ
2 Київський національний університет ім. Т. Шевченка, Київ
sud.materials@ukr.net

Usp. materialozn. 2021, 3:93-101
https://doi.org/10.15407/materials2021.03.093

Анотація

Методом калориметрії вперше визначено термохімічні властивості розплавів системи Bi—Tm за температури 1100 К в інтервалі складів 0 ≤ хTm ≤ 0,2. Встановлено, що мінімальне значення ентальпії змішування цих рідких сплавів дорівнює –75,7 ± 0,5 кДж/моль за умови xTm = 0,65,  = –150,7 ± 16,7 кДж/моль,  = –230, 9 ± 21,8 кДж/моль. Розраховано активності компонентів і мольних часток асоціатів за моделлю ідеального асоційованого розчину з використанням даних про термохімічні властивості розплавів системи Ві—Tm. Виявлено, що активності компонентів в цих металічних розчинах мають дуже великі від'ємні відхилення від ідеальних розчинів з високим вмістом асоціатів TmBi та Tm2Bi. Одержані залежності перших  розплавів системи Bi—Tm від температури показали велику крутизну кривої , на відміну від плавного зменшення екзотермічних значень . Із активностей компонентів розраховано надлишкові інтегральні та парціальні енергії Гіббса змішування розплавів системи Bi—Tm. Абсолютні значення ΔG в усій області концентрацій є меншими, ніж ΔН (ΔGmin = –41,8 кДж/моль за умови хTm = 0,58). Причому функція ΔG є більш асиметричною, що викликано ентропійним внеском (ентропія змішування вивчених розплавів від'ємна, а ΔSmin = –30,5 Дж/моль•K, якщо xTm = 0,65).


Завантажити повний текст

BI, TM, РОЗПЛАВИ, СПОЛУКИ, ТЕРМОДИНАМІЧНІ ТА ТЕРМОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Посилання

1. Fontaine A.La., Keast V.J. Compositional distributions in classical and lead-free brasses. Mater.Charact. 2006. Vol. 57. P. 424—429.

2. Farahany S., Ourdjini A., Idris M., Thai L. Poisoning effect of bismuth on modification behaviour of strontium in LM25 alloy. Bull. Mater. Sci. 2011. Vol. 34. P. 1223—1231.

3. Xia Z., Chen Z., Shi Y., Mu N., Sun N. Effect of rare earth element additionson the microstructure and mechanical properties of tin–silver–bismuth solder. J. Electron. Mater. 2002. Vol. 31. P. 564—567.

4. Ferro S., Delfino G., Borzone A., Saccone G. Cacciamani, contribution to the evaluation of rareearth alloy systems. J. Phase Equilib. 1993. Vol. 14. P. 273—279.

5. Abdusalyamova M.N., Chuiko A.G., Shishkin E.I., Rachmatov O.I. Phase diagrams and thermodynamic properties of rare earth-bismuth systems. J. Alloys Comp. 1996. Vol. 240. P. 272—277.

6. Abulkhaev V.D. Phase relations and properties of alloys in the Tm—Bi system. Inorg. Mater. 2003. Vol. 39. P. 47—49.

7. Судавцоваа В.С., Шевченко М.А., Кудин В.Г., Подопригора Н.В., Козорезова А.С., Романова Л.А., Иванов М.И. Термодинамические свойства расплавов систем Gd—Sn и Gd—Sn—Ni. Журн. физ. химии. 2021. Том 95, № 2. С. 237—243.

8. Dinsdale A.T. SGTE data for pure elements. CALPHAD. 1991. Vol. 15, No. 4. Р. 319—427.

9. Пригожин И., Дефэй Р. Химическая термодинамика. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1966. 510 с.

10. Шевченко М.А., Кудин В.Г., Судавцова В.С. Корректность термодинамических свойств двойных сплавов, рассчитанных по модели идеальных ассоциированных растворов. Современные проблемы физического материаловедения. К.: ИПМ им. И. Н. Францевича НАНУ. 2012. Вып. 21. С. 67—77.

11. 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 Equil. Diff. 2015. Vol. 36 (1). P. 39—52. doi: https://doi.org/10.1007/s11669-014-0353-3

12. Судавцова В.С., Шевченко М.А., Иванов М.И., Березуцкий В.В., Кудин В.Г. Термодинамические свойства жидких сплавов меди с лантаном. Журн. физ. химии. 2017. Т. 91, № 6. С. 937—944. doi: https://doi.org/10.7868/S0044453717060279

13. Shevchenko M.O., Ivanov M.I., Berezutski V.V., Sudavtsova V.S. Thermodynamic properties of alloys in the binary Ca—Ge system. J. Phase Equilib. Diff. 2015. Vol. 36, No. 6. P. 554—572. doi: https://doi.org/10.1007/s11669-015-0408-0

14. 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 Comp. 2010. Vol. 502. P. 43—48.

15. Djaballah Y., Said Amer A., Ugur S., Ugur G., Hidoussi A., Belgacem-Bouzida A. Thermodynamic description of the Bi—Cs and Bi—Tm system supported by first-principles calculations. CALPHAD. 2015. Vol. 48. P. 72—78. doi:https://doi.org/10.1016/j.calphad.2014.11.002

16. Shevchenko M.A., Ivanov M.I., Berezutsky V.V., Sudavtsova V.S. Thermodynamic properties of alloys of the Bi—Yb dual system. Zhurn. Рhys. Сhem. 2016. Vol. 90, No. 4. P. 500—512.

17. 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.

18. Takeuchi A., Inoue A. Classification of bulk metallic glasses by atomic size difference, heat of mixing and period of constituent elements and its application to characterization of the main alloying element. Mater. Trans. 2005. Vol. 46. P. 2817—2829.

Публікації