МОДЕЛЮВАННЯ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ РОЗПЛАВІВ ПОТРІЙНОЇ СИСТЕМИ Ge-Mn-Gd
DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2209.2019.1(56).4
Ключові слова:
манган, гадоліній, германій, рідкі сплави, енергія Гіббса змішування, модель ідеального асоційованого розчину, модель регулярного розчину, метод Редліха – Кістера – Муггіану, ентальпія змішуванняАнотація
Проаналізовано наявні та розраховано термодинамічні властивості рідких сплавів граничних подвійних систем, що утворюють потрійну Ge-Mn-Gd; визначено енергії Гіббса змішування рідких сплавів системи Ge-Mn-Gd. Для визначення активностей компонентів, енергій Гіббса змішування та ентальпій змішування рідких сплавів систем Ge-Mn(Gd), сплавоутворення яких супроводжується значним виділенням тепла, було застосовано модель ідеального асоційованого розчину. Для розплавів системи Mn-Gd, взаємодія в яких характеризується доволі незначними екзотермічними ефектами, використано модель регулярних розчинів. На базі отриманих для граничних подвійних систем концентраційних залежностей енергій Гіббса змішування визначено поверхню енергії Гіббса змішування розплавів потрійної системи Ge-Mn-Gd за моделлю регулярного розчину із залученням методу Редліха – Кістера – Муггіану. Проведено порівняння отриманої топології проекцій ізоліній енергій Гіббса із визначеними нами раніше термохімічними властивостями рідких сплавів цієї системи. Порівняльний аналіз вигляду цих поверхонь у системі Ge-Mn-Gd дозволив зробити висновок, що поверхні ΔG і ΔmH монотонно зменшуються у напрямку від манганового кута діаграми до сторони трикутника Ge-Gd. Мінімальному значенню термодинамічних характеристик змішування потрійних рідких сплавів відповідає склад, що збігається зі складом найбільш стійкого тугоплавкого інтерметаліду в системі Ge-Gd. З ходу ізоліній енергій Гіббса та інтегральних ентальпій змішування можна зробити також висновок про вплив упорядкування, яке існує в системі Ge-Mn при мольній частці мангану більше 0,7, на властивості потрійних розплавів, розташованих поблизу цієї бінарної системи. Таким чином, топологія ізоліній та великі екзотермічні значення отриманих термодинамічних величин дозволяють зробити обґрунтований висновок про збереження в рідких сплавах системи Ge-Mn-Gd сильної міжчастинкової взаємодії між різнойменними компонентами, яка властива системі Ge-Gd у твердому стані.
Посилання
1. Morozkin A. V., Seropegin Yu. D., Sviridov I. A. J. Alloy Compd. 1998. 269. L1–L5.
2. Narasimhan K. S. V. L., Rao V. U. S., Bergner R. L., Wallace W. E. J. Appl. Phys. 1975. 46(11). 4957–4960.
3. Kobayashi H., Onodera H., Yamamoto H., J. Magn. Magn. Mater. 1989. 79(1). 76–80.
4. Szytuła A., Wawrzyńska E., Penc B., Stüsser N., Tomkowicz Z., Zyg-munt A. J. Alloy Compd. 2004. 367(1–2). 224–229.
5. Duijn H. G. M., Brück E., Buschow K. H. J., de Boer F. R. J. Magn. Magn. Mater. 1999. 197. 691–693.
6. Zhong X. C., Min J. X., Zheng Z. G., Liu Z. W., Zeng D. C. J. Appl. Phys. 2012. 112. 033903. 1–5.
7. Kanibolotsky D. S., Kotova N. V., Bieloborodova O. A., Lisnyak V. V. J. Chem. Thermodyn. 2006. 38. 849–860.
8. Kotova N. V., Usenko N. I., Golovata N. V. French-Ukr. J. 2019. 7(2). 68-79.
9. Головата Н., Котова Н., Усенко Н. Вісн. Київ. нац. ун-ту імені Тараса Шевченка. Хімія. 2017. 1(53). 69–71.
Golovata N., Kotova N., Usenko N. Visnyk Kyivs'koho natsional'noho uni-versytetu imeni Tarasa Shevchenka. Khimiia. 2017. 1(53). 69–71 (In Ukrainian).
10. Berche A., Tedenac J. C., Jund P. Intermetallics, 47. 2014. 23–30.
11. Geld P. V., Petrushevsky M. S., Yesin Yu. O., Gorbunov Yu. V. Dokl. Akad. Nauk SSSR. 1974. 217. 1114–1117.
12. Beloborodova E. A. B., Kazymyrov V. P., Batalyn H. Y. Zh. Fiz. Khim. 1977. 51. 7. 1800–1801.
13. Kanibolotsky D. S., Golovata N. V., Bieloborodova O. A., Lisnyak V. V. J. Chem. Thermodyn. 2005. 37. 117–129.
14. Okamoto H. J. Phase Equilib. Diff. 2012. 33(2). 163.
15. Sudavtsova V. S., Shevchenko M. A., Kotova N. V., Romanova L. A. Russ. J. Phys. Chem. 2011. 85. 1–8.
16. Горбачук М. П. Термодинамічні властивості силіцидів та германі-дів рідкісноземельних металів. Автореферат дис. … д-ра хім. наук. Київ, 2016. 38 с. Horbachuk M. P. Thermodynamic properties of silicides and germanides of rare-earth metals. Abstract of thesis for doctor of science degree. Kyiv, 2016. 38 p.
17. Sudavtsova V. S., Kotova N. V. Inorg. Mater. 2007. 43. 567–572.
18. Wang J., Lin Sh., Rong M., Rao G., Zhou H. J. Therm. Anal. Calorim. 2017. 128. 2. 1009–1018.
19. Ivanov M., Berezutski V., Usenko N. Int. J. Mater. Res. (formerly Z. Metallkd.). 2011. 102(3). 277–281.
20. Kim J., Jung I.-H. Can. Metall. Quart. 2013. 52(3). 311–320.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Н. Головата, Н. Котова, Н. Усенко
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
