ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА ФАЗОВІ РІВНОВАГИ У СПЛАВАХ СИСТЕМИ Gd–Sn

Анотація

Методом калориметрії визначено ентальпії змішування розплавів, а за моделлю ідеального асоційованого розчину (ІАР) розраховано і оптимізовано  термодинамічні властивості сплавів системи Gd–Sn за температур 1510, 1640 і 1873 К в інтервалі складів 0 ≤ х_Sn ≤ 1,0. Встановлено, що мінімальні значення ентальпії змішування складають –69,7 ± 0,6 кДж/моль (1873 К) і –77,9 ± 0,7 (1510 К) кДж/моль при x_Sn = 0,45. Із використанням власних та літературних даних щодо термохімічних властивостей розплавів і сполук, передбачаючи утворення в розплаві двох асоціатів – Gd₂Sn і GdSn, за моделлю ІАР розраховано активності компонентів, ентальпії, енергії Гіббса та ентропії утворення рідких сплавів і проміжних фаз. Показано, що термодинамічні активності компонентів у досліджених розплавах проявляють дуже великі від'ємні відхилення від ідеальних розчинів. Оптимізовані за моделлю ІАР ентальпії змішування розплавів системи Sn–Gd задовільно узгоджуються з експериментально визначеними величинами. Встановлена за моделлю ІАР температурна залежність  лише якісно корелює з іншими експериментальними даними, що викликано великими похибками літературних даних. Розраховані за моделлю ІАР надлишкова енергія Гіббса та ентальпія змішування розплавів системи Gd–Sn при 1873 K значно відрізняються за абсолютною величиною, що вказує на значний внесок ентропійної складової в надлишкову мольну енергію Гіббса. Відповідно до результатів розрахунків, мінімальна надлишкова ентропія змішування розплавів системи Gd–Sn при 1873 K складає –20,3 Дж/(моль · K) при х_Sn = 0,45. Розраховані і оптимізовані значення ентальпій та ентропій утворення інтерметалідних фаз системи Gd–Sn разом з параметрами моделі ІАР для розплавів використані для розрахунку кривих ліквідуса і солідуса діаграми стану. Досягнуто задовільне узгодження з більшістю наявних експериментальних даних щодо фазових рівноваг за участю рідкої та кристалічних фаз.