Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Характер фазових рівноваг та термодинамічні властивості сплавів потрійних систем Gd – Al – Ga, Gd – Ge – Ga і Gd – Si – Ga

Предмет: 
Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
34
Мова: 
Українська
Оцінка: 

ентальпіями змішування в розплавах подвійних систем та відповідними діаграмами стану. Показано, що характер взаємодії компонентів потрійних сплавів систем Gd-Al (Ge, Si) -Ga як твердих так і рідких визначається фізико-хімічними властивостями відповідних граничних систем з гадолінієм.

Ключові слова: діаграма стану, інтерметаліди, фазові рівноваги, кристалічна структура, термодинамічні властивості, ентальпія змішування.
Summary
 
Golovataya N. V. The character of phase equilibria and thermodynamic properties of Gd-Al-Ga, Gd-Ge-Ga and Gd-Si-Ga ternary alloys. -Manuscript.
Thesis for a candidate’s degree by speciality 02. 00. 04 – physical chemistry. -Taras Shevchenco University, Kyiv, 1999.
Ten published works, which contain the results of X-ray and high-temperature calorimetry investigation of components interaction character in ternary metal systems Gd-Al-Ga, Gd-Ge-Ga and Gd-Si-Ga are defended. For the first time the isothermal sections Gd-Al-Ga, Gd-Si-Ga (1073 K) and Gd-Ge-Ga (673 і 1073 K) phase diagrams have been built. The existense of 11 new ternary phases was found. The crystal structure and lattice parameters for 6 ternary and 4 binary Gd-Ge compounds have been determined. For the first time mixing enthalpies concentration dependences for Gd-Al-Ga (1759 К), Gd-Ge-Ga (1758 К), Gd-Si-Ga (1750 К) ternary systems have been established, including mixing enthalpies of Gd-Al (1770 K), Gd-Ga (1759 K) and Si-Ga (1776 K) binary systems. The investigated concentration interval for Gd-Si (1760 K) binary system was essentially extended. For investigated binary and ternary systems mixing heats in whole concentration interval were calculated using the “surrounded atom” model. Correlation between mixing enthalpies in binary liquid alloys and correspondent phase diagrams was established. It has been shown that components interaction character in Gd-Al (Ge, Si) -Ga ternary systems is determined by properties of Gd-containing binary limited systems both in solid and in liquid state.
Key words: phase diagram, metal’s compounds, phase equilibria, crystal structure, thermodynamic properties, mixing enthalpies.
 
Аннотация
 
Головатая Н. В. Характер фазовых равновесий и термодинамические свойства сплавов тройных систем Gd-Al-Ga, Gd-Ge-Ga и Gd-Si-Ga. -Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02. 00. 04 – физическая химия, Киевский университет имени Тараса Шевченко, Киев, 1999.
Защищается 10 печатных работ, которые содержат результаты исследования характера взаимодействия компонентов сплавов тройных металлических систем Gd-Al-Ga, Gd-Ge-Ga и Gd-Si-Ga методом рентгеновского анализа и методом высокотемпературной калориметрии.
Характер фазовых равновесий в системах Gd-Al-Ga, Gd-Ge-Ga и Gd-Si-Ga исследован методом рентгеновского анализа более чем на 400 литых и отожженных сплавах при температурах 673 и 1073 К. В связи с тем, что в литературе имели место противоречивые данные о количестве и кристаллической структуре германидов гадолиния перед исследованием сплавов системы Gd-Ge-Ga было проведено рентгеновское исследование сплавов системы Gd-Ge. В результате синтезирован раньше неизвестный германид гадолиния Gd3Ge4 (структурный тип Er3Ge4, a=0, 4098 (1) нм, b=1, 0752 (3) нм, c=1, 4346 (4) нм). Установлено, что германид Gd11Ge10 существует при температурах, близких к 1073 К и кристаллизуется в структурном типе Ho11Ge10 с периодами решетки а=1, 0942 (6) нм, с=1, 671 (2) нм. Подтверждено существование соединения “GdGe2”, установлен структурный тип и определены периоды кристаллической решетки для этого интерметаллида (состав – GdGe1. 9, структурный тип DyGe1, 9, a=0, 4140 (1) нм, b=3, 0033 (4) нм, c=0, 4031 (1) нм). Уточнен состав и структура германида гадолиния “GdGe2, 57”: соединение кристаллизуется в структурном типе DyGe3 с периодами решетки a=0, 4089 (1) нм, b=2, 0928 (2) нм, c=0, 3948 (1) нм.
В результате рентгеновского исследования тройных сплавов систем Gd-Al (Ge, Si) -Ga подтверждено существование двух известных из литературы соединений системы Gd-Al-Ga и впервые синтезровано 11 новых тройных интерметаллидов: 2-GdAl3, 29-2, 05Ga0, 48-1, 72, 4-GdAl0, 7Ga0, 8, 5-GdAl0, 46Ga0, 35, 6-GdAl0, 10Ga0, 35, 1-Gd2Ge4, 7-3, 4Ga2, 3-3, 6, 2-Gd0, 22Ge0, 08Ga0, 70, 3-GdGe3, 00-2, 77Ga0, 32-0, 55, 4-Gd0, 3Ge0, 6Ga0, 1, 5-GdGe0, 80-0, 65Ga1, 20-1, 35, 1-GdSi0, 9-0, 6Ga1, 1-1, 4, 2-GdSi0, 9-0, 6Ga0, 1-0, 4. Для шести тройных соединений определена кристаллическая структура.
Показано, что все изученные системы характеризуются образованием твердых растворов на основе двойных интерметаллидов граничных систем Gd-Al, Gd-Ga, Gd-Ge и Gd-Si, îáëàñòè ãîìîãåííîñòè êîòîðûõ ðàñïîëîæåíû âäîëü ñîîòâåòñòâóþùèõ изоконцентрат гадолиния.
С учетом двойных интерметаллидов граничных бинарных систем, твердых растворов на их основе и тройных соединений построены изотермические сечения диаграмм состояния систем Gd-Ge-Ga (673 К, 1073 К), Gd-Al-Ga и Gd-Si-Ga (1073 К).
Впервые методом высокотемпературной калориметрии определены парциальные для гадолиния энтальпии смешения в жидких сплавах тройных систем: в Gd-Al-Ga при температуре 1759 К вдоль лучевых сечений с постоянным соотношением алюминия и галлия (1, 5/8, 5; 3/7; 5/5; 6/4 и 8, 5/1, 5) ; в Gd-Ge-Ga – при 1758 К (xGe/xGa =1, 5/8, 5; 3/7; 5/5; 7/3 и 8, 5/1, 5) ; в Gd-Si-Ga – при 1750 К (xSi/xGa=1/9; 2, 5/7, 5; 5/5; 7/3 и 8, 5/1, 5). В изученных тройных системах измерение энтальпий смешения выполнено в концентрационной области 0xGd0, 5. Интегральные энтальпии смешения рассчитаны из парциальных по методу Даркена. Показано, что образование жидких сплавов тройных систем Gd-Al (Ge, Si) -Ga сопровождается значительными экзотермичными эффектами во всем интервале концентраций. В процессе калориметрического исследования сплавов названных тройных систем также были изучены сплавы бинарных систем Gd-Al (Ga, Si) и Si-Ga. Большие отрицательные значения парциальных энтальпий смешения компонентов при бесконечном разведении, а также интегральных энтальпий смешения свидетельствуют о значительном взаимодействии в жидких сплавах систем Gd-Al (Ga, Si). В отличие от названных двойных систем, система Si-Ga характеризуется незначительными положительными тепловыми эффектами.
На основе экспериментальных данных в ограниченных областях концентраций с использова-нием модели “окруженного атома” рассчитаны энтальпий смешения в полных интервалах концентраций. Показано, что наблюдается хорошее согласование между экспериментальными и рассчитанными значениями энтальпий смешения в изученных областях концентраций. В исследованных двойных системах построены концентрационные зависимости -функции (=Н/x1 (1-x1)). Вид этих кривых свидетельствует о существовании в жидких сплавах двойных систем Gd-Ga, Gd-Al, Gd-Si ближнего порядка типа химического соединения и о хаотическом распределении атомов компонентов расплавов системы Si-Ga. Установлено существование корреляции между энтальпиями смешения в двойных расплавах и соответствующими диаграм-мами состояния. Показано, что экстремальные значения отклонений от идеальных растворов в жидких сплавах проявляются при концентрациях, вблизи которых на диаграммах состояния существуют устойчивые интерметаллические соединения.
Проведен совместный анализ концентрационных зависимостей интегральных энтальпий смешения в системах Gd-Al (Ge, Si) -Ga и характера фазовых равновесий в этих системах. Показано, что результаты калориметрического и рентгеновского исследований коррелируют между собой. Установлено, что характер межатомного взаимодействия во всех исследованных тройных металлических системах определяется, в основном, свойствами граничных бинарных систем.
На основе примененного в работе комплексного подхода к изучению характера межатомного взаимодействия компонентов установлено, что тройные системы Gd-Ge-Ga и Gd-Si-Ga подобны между собой. Система Gd-Al-Ga отличается от них, что можно пояснить разницей в характере межатомных связей в алюминиевой и германиевой (или кремниевой) системах соответственно.
Ключевые слова: диаграммa состояния, интерметаллиды, фазовые равновесия, кристаллическая структура, термодинамические свойства, энтальпии смешения.
Фото Капча