Прогнозирование теплофизических свойств аморфных сплавов никеля Ni2B, Ni44Nb56, Ni62Nb38 по данным о компонентах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Замена традиционных материалов аморфными сплавами и эксплуатация изделий из них определяются структурной, временной и температурной устойчивостью неупорядоченных сред. В частности, тепловая стабильность аморфного сплава напрямую зависит от его теплофизических характеристик. Поэтому в статье продемонстрированы применимость правила смешения компонентов и использование их данных по теплофизическим свойствам в кристаллическом состоянии для оценки аналогичных характеристик сплавов из групп металл – металлоид и переходный металл – переходный металл в аморфной фазе. Установлено, что для группы переходный металл – переходный металл оценка теплоемкости аморфных сплавов никеля дает лучшее приближение к экспериментально установленным величинам, чем для сплава из группы металл – металлоид. Причинами расхождения оценки и экспериментальных данных для сплава из группы металл-металлоид, возможно, являются ковалентность связи атомов, в отличие от металлической связи для сплавов из группы переходный металл – переходный металл, меньший размер атомов металлоида, их большая подвижность и влияние на измельчение зерен сплава. Расчетами подтверждено существование наблюдаемого при экспериментальных исследованиях эффекта наследования аморфным сплавом особенностей температурных зависимостей ряда теплофизических свойств компонентов.

Об авторах

С. В. Терехов

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина

Автор, ответственный за переписку.
Email: svlter@yandex.ru
Россия, Донецк

Список литературы

  1. Шелудяк Ю.Е., Кашпоров Л.Я., Малинин Л.А., Цалков В.Н. Теплофизические свойства компонентов горючих систем. М.: НПО «Информация и технико-экономические исследования», 1992.
  2. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1991.
  3. Терехов С.В. Тепловые свойства металлов.: Справочник. Донецк: ДонФТИ им. А.А. Галкина. 2023.
  4. Панова Г.Х., Хлопкин М.Н., Черноплеков Н.А., Шиков А.А. Влияние аморфизации на электронную и колебательную теплоемкость сплава Ni2B // Физика твердого тела. 2002. 44. № 7. С. 1168‒1173.
  5. Панова Г.Х., Сырых Г.Ф., Хлопкин М.Н., Шиков А.А. Колебательные и электронные свойства аморфных систем Ni44Nb56, Ni62Nb38 и Cu33Zr67 (из измерений теплоемкости) // Физика твердого тела. 2003. 45. № 4. С. 577–581.
  6. Гавричев К.С., Горбунов В.Е., Шарпатая Г.А. и др. Термодинамические свойства сплава Ni0.333Zr0.667 в аморфном и кристаллическом состояниях // Неорганические материалы. 2004. 40. № 6. С. 703‒708.
  7. Гавричев К.С., Голушина Л.Н., Горбунов В.Е. и др. Теплоемкость и абсолютная энтропия сплавов Ni-Zr // Доклады Академии наук. 2003. 393. № 5. С. 639‒643.
  8. Smith J.F., Jiang Q., Lück R., Predel B. The heat capacities of solid Ni‒Zr alloys and their relationship to the glass transition // Journal of Phase Equilibria. 1991. 12. № 5. P. 538‒545.
  9. Терехов С.В. Прогнозирование теплофизического поведения аморфных сплавов Ni0.333Zr0.667 и La80Al20 по свойствам металлов // Расплавы. 2023. № 5. С. 479‒490.
  10. Герасимов Я.И., Гейдерих В.А. Термодинамика растворов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980.
  11. Kontogeorgis G., Folas G. Thermodynamic Models for Industrial Applications: From Classical and Advanced Mixing Rules to Association Theories. Wiley. 2010.
  12. Кингери У.Д. Введение в керамику. М.: Стройиздат, 1967.
  13. Попель П.С., Сидоров В.Е., Бродова И.Г. и др. Влияние термической обработки исходного расплава на структуру и свойства кристаллических слитков или отливок // Расплавы. 2020. № 1. С. 3‒36.
  14. Попель П.С., Сидоров В.Е., Кальво-Дальборг М. и др. Влияние термической обработки жидкого сплава на его свойства в расплавленном состоянии и после аморфизации // Расплавы. 2020. № 3. С. 223‒245.
  15. Бельтюков А.Л., Русанов Б.А., Ягодин Д.А. и др. Релаксация в аморфизирующемся расплаве Al–La // Расплавы. 2022. № 5. С. 485‒493.
  16. Русанов Б.А., Сидоров В.Е., Петрова С.А. и др. Влияние редкоземельных металлов на плотность сплава Co–Fe–Si–B–Nb в кристаллическом и жидком состояниях // Расплавы. 2021. № 4. С. 432‒440.
  17. Успенская И.А., Дружинина А.И., Жирякова М.В. и др. Задачи практикума по физической химии. Расчет термодинамических функций по результатам измерений теплоемкости методом адиабатической вакуумной калориметрии. М.: МГУ, 2019.
  18. Павлов П.В., Хохлов А.Ф. Физика твердого тела. М.: Высшая школа, 2000.
  19. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. М.: Физматлит, 2002.
  20. Рехвиашвили С.Ш. К вопросу о теплоемкости нанокристаллических веществ // Письма в ЖТФ. 2004. 30. № 22. С. 65‒69.
  21. Кузнецов В.М., Хромов В.И. Фрактальное представление теории Дебая для исследования теплоемкости макро- и наноструктур // ЖТФ. 2008. 78. № 11. С. 11‒16.
  22. Алиев И.Н., Резник С.В., Юрченко С.О. О фрактонной модели тепловых свойств наноструктур // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2008. № 4. С. 54‒61.
  23. Рехвиашвили С.Ш. Теплоемкость твердых тел фрактальной структуры с учетом ангармонизма колебаний атомов // ЖТФ. 2008. 78. № 12. С. 54‒58.
  24. Dorogokupets P.I., Sokolova T.S., Danilov B.S., Litasov K.D. Near-absolute equations of state of diamond, Ag, Al, Au, Cu, Mo, Nb, Pt, Ta, and W for quasi-hydrostatic conditions // Geodyn. & Tectonophys. 2012. 3. № 2. P. 129‒166.
  25. Gamsjӓger H., Bugajski J., Gajda T. et al. Errata for the 2005 review on the chemical thermodynamics of nickel. In: Mompean F.J., Illemassune M. (Eds.) Chemical Thermodynamics. Vol. 6. Nuclear Energy Agency Data Bank, Organisation for Economic Cooperation and Development. The Netherlands. Amsterdam: Elsevier. 2005.
  26. Брандт Н.Б., Кульбачинский В.А. Квазичастицы в физике конденсированного состояния. М.: Физматлит. 2005.
  27. Ходаковский И.Л. О новых полуэмпирических уравнениях температурной зависимости теплоемкости и объемного коэффициента термического расширения минералов // Вестник ОНЗ РАН. 2012. 4. NZ9001.
  28. Saunders N., Miodownik A.P. CALPHAD (calculation of phase diagrams): a comprehensive guide, V. 1. Pergamon: Elsevier Science Ltd. 1998.
  29. Lukas H.L., Fries S.G., Sundman B. Computational Thermodynamics: The Calphad Method. Cambridge: Cambridge University Press. 2007.
  30. Гилев С.Д. Малопараметрическое уравнение состояния алюминия // Теплофизика высоких температур. 2020. 58. № 2. C. 179‒187.
  31. Терехов С.В. Термодинамическая модель размытого фазового перехода в металлическом стекле Fe40Ni40P14B6 // Физика и техника высоких давлений. 2018. 28. № 1. С. 54‒61.
  32. Терехов С.В. Тепловые свойства вещества // Физика и техника высоких давлений. 2022. 32. № 3. С. 21‒34.
  33. Терехов С.В. Расчет базисной линии теплоемкости вещества в модели двухфазной области при отсутствии фазовых и других переходов // Неорганические материалы. 2023. 59. № 4. С. 468‒472.
  34. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. М.: Металлургия. 1989.
  35. Новицкий Л.А., Кожевников И.Г. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Справочник. М.: Машиностроение. 1975.
  36. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. ChemNet (Россия). Доступ: https://www.chem.msu.su/Zn/ (дата обращения 27.06.2024).
  37. NIST-JANAF Thermochemical Tables. NIST Standard Reference Database 13. Available at: https://janaf.nist.gov/ (accessed 27.06.2024). https://doi.org/10.18434/T42S31.
  38. Пелецкий В.Э., Чеховской В.Я., Бельская Э.А. и др. Теплофизические свойства титана и его сплавов: Справочник. М.: Металлургия. 1985.
  39. Спивак Л.В. Калориметрические эффекты при кристаллизации аморфного сплава Nb60Ni40 // Вестник Пермского университета. 2015. № 1(29). С. 60–64.
  40. Спивак Л.В., Щепина Н.Е. Калориметрические эффекты при структурно-фазовых превращениях в металлах и сплавах // Физика металлов и металловедение. 2020. 121. № 10. С. 1059–1087.
  41. Стась Н.Ф. Справочник для изучающих общую и неорганическую химию. Ротапринт. Томск: ТПУ. 1998.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024