Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Хімічні науки / Фізична хімія


Подопригора Наталя Валентинівна. Термодинамічні властивості потрійних розплавів Ni-Al-Ti(Zr,Hf) та подвійних граничних систем : дис... канд. хім. наук: 02.00.04 / Київський національний ун-т ім. Тараса Шевченка. - К., 2006.



Анотація до роботи:

Подопригора Н.В. Термодинамічні властивості потрійних розплавів Ni-Al-Ti (Zr, Hf) та подвійних граничних систем.- Рукопис.

Методами високотемпературної ізопериболічної калориметрії вперше визначені ентальпії змішування розплавів подвійної Al-Hf та потрійних Ni-Al-Ti (Zr, Hf) систем при 1770±5К-1790±5К. Встановлено, що всі вивчені потрійні розплави характеризуються великими екзотермічними ефектами, які збільшуються в ряду Ni-Al-Ti Ni-Al-Hf Ni-Al-Zr. Інтегральні ентальпії змішування розплавів систем Ni-Al-IVb-метал змодельовані за рівняннями Тупа та Бонє-Кабо із аналогічних даних для подвійних граничних систем. Найкраща кореляція спостерігається між ентальпіями змішування розплавів Ni-Al-Ti (Zr, Hf) визначеними експериментально та змодельованими за рівнянням Бонє-Кабо. Отже, енергетика сплавоутворення в цих потрійних системах визначається взаємодією компонентів в граничних подвійних системах. З використанням критерію GFT (glas-forming tendency) і рівняння Зелінського-Матія оцінено схильність до аморфізації вивчених потрійних розплавів. Показано, що в досліджених потрійних системах є області сплавів, в яких проявляється підвищена схильність до утворення металевих стекол.

1. Вперше різними варіантами методу високотемпературної ізопериболічної калориметрії встановлені концентраційні залежності ентальпії змішування потрійних рідких сплавів Ni-Al-Ti (Zr, Hf) при температурі 1770±5К в усій області складів та подвійної системи Al-Hf для складів 0 < xHf < 0,2 при 1790±5К. Встановлено, що для розплавів всіх досліджених систем характерні великі екзотермічні ефекти, причому для всіх вивчених потрійних розплавів мінімальні значення інтегральної ентальпії змішування знаходяться в середині концентраційного трикутника, тобто перевищують екстремальні значення відповідних подвійних граничних систем і зростають в ряду Ni-Al-Ti Ni-Al-Hf Ni-Al-Zr. Перша парціальна мольна ентальпія гафнію в Al-Hf розплавах дорівнює -133,6±5,4 кДж/моль.

2. Уточнені ентальпії утворення рідких розчинів подвійних систем Ni-Zr (Hf), Al-Ti (Zr, Hf) при 1770±5 К – 1790±5 К, які є граничними вивчених потрійних систем. Встановлено, що отримані значення корелюють з найбільш достовірними літературними даними, а для розплавів Ni-Zr, Ni-Hf, Al-Ti встановлена температурна залежність інтегральних ентальпій змішування – з підвищенням температури ентальпії змішування розплавів цих систем виявляються менш екзотермічними. Встановлено, що ентальпії утворення розплавів та інтерметалідів подвійних систем Ni-Al, Ni-IVb-метал корелюють між собою, так як більшість сполук цих систем є тугоплавкими та такими, що плавляться конгруентно.

3. Із достовірних ентальпій змішування розплавів подвійних граничних систем змодельовані аналогічні параметри для сплавів досліджених потрійних систем. На основі аналізу експериментальних та змодельованих ентальпій змішування потрійних розплавів встановлено, що найкраще енергетика сплавоутворення потрійних розплавів описується рівнянням Бонє-Кабо. Це означає, що ентальпії змішування потрійних розплавів Ni-Al-Ti (Zr, Hf), в основному, обумовлюються взаємодією компонентів у відповідних граничних подвійних сплавах. Показана можливість застосування даного рівняння для прогнозування ентальпій змішування розплавів потрійних систем Ni-Al-d-метал.

4. З метою прогнозування енергій утворення Гіббса розплавів Ni-Al-Ti (Zr, Hf) розраховано активності компонентів в рідких сплавах подвійних систем Ni-Ti (Zr, Hf) із координат ліній ліквідуса діаграм стану за рівнянням Шредера. Встановлено, що активності компонентів в цих розплавах характеризуються великими від`ємними відхиленнями від ідеальних розчинів. Показано, що для Ni-Zr розплавів спостерігається кількісне, а для Ni-Ti (Hf) – якісне узгодження між експериментальними та розрахованими даними.

5. Із достовірних термодинамічних даних розплавів подвійних систем, що містять алюміній, встановлена залежність між екстремальними значеннями ентропій та ентальпій змішування, яка, в межах експериментальних похибок, є лінійною. Встановлена залежність використана для прогнозування ентропій та енергій змішування Гіббса розплавів подвійних систем Al-Ti (Zr, Hf).

6. Змодельовані ентропії та енергії змішування Гіббса потрійних розплавів Ni-Al-Ti (Zr, Hf) за рівнянням Бонє-Кабо із аналогічних параметрів для подвійних граничних систем. Встановлено, що DS і DG розглянутих розплавів є відємними, мінімуми яких знаходяться в середній концентраційній області. Встановлено, що енергії змішування Гіббса вивчених систем є менш екзотермічними, ніж ентальпії змішування.

7. На основі одержаних інтегральних ентальпій змішування розплавів Ni-Al-Ti, Ni-Al-Zr, Ni-Al-Hf оцінена здатність до аморфізації при швидкому гартуванні їх з рідкого стану за моделлю Зелінського-Матія. Показано, що в усіх досліджених рідких сплавах потрійних систем проявляється підвищена схильність до утворення металевих стекол, яка корелює з експериментально встановленими областями аморфізації.

Основні матеріали дисертації опубліковано в таких роботах:

1. Судавцова В.С., Ткаченко Н.В., Зиневич Т.Н., Котова Н.В. Термодинамические свойства расплавов системы Ni-Al // ЖФХ. – 2004. – Т.78, №9. – С.1720-1722.

2. Судавцова В.С., Ткаченко Н.В. Термодинамические свойства расплавов системы Ni-Al-Ti // Металлы. – 2004. - №6. – С.68-70.

3. Подопригора (Ткаченко) Н.В., Судавцова В.С. Термодинамические свойства расплавов системы Al-Ni-Zr // Ученые записки Таврического национального университета им.В.И.Вернадского. – 2005. – Т.18 (58), №2. – С.97-99.

4. Ткаченко Н.В., Судавцова В.С. Термохимические свойства расплавов систем Al-Hf и Ni-Al-Hf // Труды XI Российской конференции Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов, Екатеринбург, 2004, 14-16 сентября. – Челябинск:Изд-во ЮУрГУ, 2004. - С.130-133.

5. Подопригора Н.В., Судавцова В.С., Зіневич Т.М. Термодинамічні властивості розплавів подвійних систем Al (Ni) – Zr // Фізико-хімія конденсованих систем і міжфазних границь: Збірник наукових праць. – К.: Видавничо-поліграфічний центр Київський університет, 2005. – С.165-171.

6. Вовкотруб Н.Э., Судавцова В.С., Ткаченко Н.В. Термохимические свойства расплавов тройных систем Ni-Al-d-металл. – Юбилейная научная конференция «Гераcимовские чтения». – МГУ им. М.В.Ломоносова. – 29-30 сентября 2003 г. – М. – с.118.

7. Ткаченко Н.В., Судавцова В.С. Термодинамічні властивості розплавів системи Ni-Al-Hf. – Всеукраинская конференция «Прикладная физическая химия» 14-18 сентября, Алушта, Украина 2004. – с.126.

8. Podoprigora N.V., Sudavtsova V.S. Thermodynamic properties of alloys of Ni – Zr (Hf) systems // The third joint scientific conference in chemistry Kyiv National Taras Shevchenko University and Paul Sabatier University (Tolouse), Kyiv, 18-22 May 2005. - Kyiv, 2005. – P.102.

9. Podoprigora N.V., Sudavtsova V.S. Thermodynamic properties of alloys of ternary systems Ni-Al-Ti (Zr, Hf) // IХ International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds, Lviv, 20-24 September 2005. – P.51.