Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа
С помощью моделей феноменологической термодинамики с параметрами взаимодействия, полученными на основании экспериментальных данных по фазовым равновесиям при высоких давлениях и температурах, изучена эволюция топологии диаграммы состояния системы алюминий–бор при давлениях до 8 ГПа. За допомогою мод...
Saved in:
| Published in: | Сверхтвердые материалы |
|---|---|
| Date: | 2014 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2014
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126135 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа / В.З. Туркевич, Д.А. Стратийчук, М.А. Тонкошкура, Н.П. Беженар // Сверхтвердые материалы. — 2014. — № 6. — С. 103-105. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-126135 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Туркевич, В.З. Стратийчук, Д.А. Тонкошкура, М.А. Беженар, Н.П. 2017-11-15T18:11:01Z 2017-11-15T18:11:01Z 2014 Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа / В.З. Туркевич, Д.А. Стратийчук, М.А. Тонкошкура, Н.П. Беженар // Сверхтвердые материалы. — 2014. — № 6. — С. 103-105. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0203-3119 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126135 66.792.34:539.89 С помощью моделей феноменологической термодинамики с параметрами взаимодействия, полученными на основании экспериментальных данных по фазовым равновесиям при высоких давлениях и температурах, изучена эволюция топологии диаграммы состояния системы алюминий–бор при давлениях до 8 ГПа. За допомогою моделей феноменологічної термодинаміки із параметрами взаємодії, що отримано на базі експериментальних даних за фазовими рівновагами при високих тисках та температурах, досліджено еволюцію топології діаграми стану системи алюміній–бор при тисках до 8 ГПа. By using models of phenomenological thermodynamics with interaction parameters, which were obtained from the experimental data on phase equilibria at high pressures and temperatures, the topology diagram of the aluminium–boron at pressures up to 8 GPa. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Сверхтвердые материалы Письма в редакцию Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа Thermodynamic calculation of the Al–B system at pressures to 8 GPa Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа |
| spellingShingle |
Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа Туркевич, В.З. Стратийчук, Д.А. Тонкошкура, М.А. Беженар, Н.П. Письма в редакцию |
| title_short |
Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа |
| title_full |
Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа |
| title_fullStr |
Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа |
| title_full_unstemmed |
Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа |
| title_sort |
термодинамический расчет диаграммы состояния системы al–в при давлениях до 8 гпа |
| author |
Туркевич, В.З. Стратийчук, Д.А. Тонкошкура, М.А. Беженар, Н.П. |
| author_facet |
Туркевич, В.З. Стратийчук, Д.А. Тонкошкура, М.А. Беженар, Н.П. |
| topic |
Письма в редакцию |
| topic_facet |
Письма в редакцию |
| publishDate |
2014 |
| language |
Russian |
| container_title |
Сверхтвердые материалы |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Thermodynamic calculation of the Al–B system at pressures to 8 GPa |
| description |
С помощью моделей феноменологической термодинамики с параметрами взаимодействия, полученными на основании экспериментальных данных по фазовым равновесиям при высоких давлениях и температурах, изучена эволюция топологии диаграммы состояния системы алюминий–бор при давлениях до 8 ГПа.
За допомогою моделей феноменологічної термодинаміки із параметрами взаємодії, що отримано на базі експериментальних даних за фазовими рівновагами при високих тисках та температурах, досліджено еволюцію топології діаграми стану системи алюміній–бор при тисках до 8 ГПа.
By using models of phenomenological thermodynamics with interaction parameters, which were obtained from the experimental data on phase equilibria at high pressures and temperatures, the topology diagram of the aluminium–boron at pressures up to 8 GPa.
|
| issn |
0203-3119 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/126135 |
| citation_txt |
Термодинамический расчет диаграммы состояния системы Al–В при давлениях до 8 ГПа / В.З. Туркевич, Д.А. Стратийчук, М.А. Тонкошкура, Н.П. Беженар // Сверхтвердые материалы. — 2014. — № 6. — С. 103-105. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT turkevičvz termodinamičeskiirasčetdiagrammysostoâniâsistemyalvpridavleniâhdo8gpa AT stratiičukda termodinamičeskiirasčetdiagrammysostoâniâsistemyalvpridavleniâhdo8gpa AT tonkoškurama termodinamičeskiirasčetdiagrammysostoâniâsistemyalvpridavleniâhdo8gpa AT beženarnp termodinamičeskiirasčetdiagrammysostoâniâsistemyalvpridavleniâhdo8gpa AT turkevičvz thermodynamiccalculationofthealbsystematpressuresto8gpa AT stratiičukda thermodynamiccalculationofthealbsystematpressuresto8gpa AT tonkoškurama thermodynamiccalculationofthealbsystematpressuresto8gpa AT beženarnp thermodynamiccalculationofthealbsystematpressuresto8gpa |
| first_indexed |
2025-11-26T04:55:44Z |
| last_indexed |
2025-11-26T04:55:44Z |
| _version_ |
1850609750381690880 |
| fulltext |
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2014, № 6 103
УДК 666.792.34:539.89
В. З. Туркевич*, Д. А. Стратийчук, М. А. Тонкошкура,
Н. П. Беженар (г. Киев)
*vturk@ism.kiev.ua
Термодинамический расчет диаграммы
состояния системы Al–В при давлениях
до 8 ГПа
С помощью моделей феноменологической термодинамики с па-
раметрами взаимодействия, полученными на основании экспериментальных
данных по фазовым равновесиям при высоких давлениях и температурах, изучена
эволюция топологии диаграммы состояния системы алюминий–бор при давлени-
ях до 8 ГПа.
Ключевые слова: бориды алюминия, высокие давления, диаграм-
мы состояния.
Система Al–В при атмосферном давлении хорошо изучена
[1], выполнен и анализ термодинамики фаз этой системы при 0,1 МПа [2].
Однако информация о диаграмме состояния системы Al–В при высоких дав-
лениях в литературе отсутствует. В настоящей работе впервые путем термо-
динамического расчета построена диаграмма состояния системы Al–В при 6
и 7,7 ГПа.
Расчет выполнен с помощью пакета программ Thermo-Calc [3]. Термоди-
намические данные о фазах системы Al–В при атмосферном давлении взяты
из [2]. Жидкая фаза описана в приближении субрегулярных растворов [4],
твердые растворы на основе алюминия и бора – формализмом энергии соеди-
нений (CEF) [5], AlB2 и AlB12 рассматривали как стехиометрические соеди-
нения.
Высокие давления изменяют свободную энергию Гиббса моля фазы m на
величину ∫
p
mdpV
0
, где Vm – мольный объем. Зависимость мольного объема фаз
от давления описана в приближении Мурнагана [6]. Мольные объемы, коэф-
фициенты термического расширения, модули всестороннего сжатия и их
производные по давлению для алюминия, бора, боридов алюминия и жидкой
фазы взяты из [7–10]. Отсутствующие в литературе величины для AlB2 и
AlB12 были приняты равными соответствующим величинам для β-B106.
Мольный объем жидкой фазы выражен в виде
VL = VAlxAl + VBxB + ΔVxAlxB, (1)
где ΔV = –5,8⋅10–6 – объем смешения, найденный оптимизацией термодина-
мических данных по барической зависимости температуры плавления AlB2
[11].
Эволюция диаграммы состояния системы Al–В с давлением представлена
на рисунке. Кроме количественного изменения параметров диаграммы со-
© В. З. ТУРКЕВИЧ, Д. А. СТРАТИЙЧУК, М. А. ТОНКОШКУРА, Н. П. БЕЖЕНАР, 2014
www.ism.kiev.ua/stm 104
стояния (прежде всего увеличения растворимости бора в жидкой фазе) на-
блюдается изменение ее топологии: характер плавления боридов алюминия
меняется с инконгруэнтного на конгруэнтный, и, соответственно, перитекти-
ки L + AlB12 ⇄ AlB2, L + β-B ⇄ AlB12 сменяются эвтектиками L ⇄ AlB2 +
AlB12, L ⇄ AlB12 + β-B, появляется линия равновесия γ-B28 и t′-B52 (рисунок,
в, 1120 К).
930 К
1300 К
2250 К
L + β
L + AlB
12
B
L
L + AlB
2
Al + AlB
2
AlB
2
+ AlB
12
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
Al 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Мол. доля B
Т
ем
п
ер
ат
ур
а,
К
A
lB
12
+
β
а
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
Al 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 B
1220 К
2020 К
2350 К
L + β
L + AlB
2
AlB
2
+ AlB
12
L
Al + AlB
2
L + Al
Мол. доля B
Т
ем
п
ер
ат
ур
а,
К
L + AlB
12
A
lB
12
+
β
б
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Мол. доля B
Al B
L
Al + AlB
2
AlB
2
+ AlB
12
L + β
L + AlB
12
L + Al
L + AlB
2
1250 К
2100 К
2380 К
1120 КТ
ем
п
ер
ат
ур
а,
К
A
lB
12
+
γ
A
lB
12
+
β
в
Диаграмма состояния системы Al–В при давлениях 0,1 (а), 6 (б) и 7,7 (в) ГПа; β, γ – алло-
тропы бора (β-B106, γ-B28 соответственно).
За допомогою моделей феноменологічної термодинаміки із параметра-
ми взаємодії, що отримано на базі експериментальних даних за фазовими рівновагами при
високих тисках та температурах, досліджено еволюцію топології діаграми стану сис-
теми алюміній–бор при тисках до 8 ГПа.
Ключові слова: бориди алюмінію, високі тиски, діаграми стану.
By using models of phenomenological thermodynamics with interaction pa-
rameters, which were obtained from the experimental data on phase equilibria at high pressures
and temperatures, the topology diagram of the aluminium–boron at pressures up to 8 GPa.
Keywords: aluminum borides, high-pressures, phase diagrams.
1. Кислый П. С., Неронов В. А., Прихна Т. А., Бевза Ю. В. Бориды алюминия. – К.: Наук.
думка, 1990. – 190 с.
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2014, № 6 105
2. Campbell C. E., Kattner U. R. A thermodynamic assessment of the Ni–Al–B system // J. Phase
Equilibria. – 1999. – 20, N 5. – P. 485–496.
3. Andersson J-O., Helander T., Höglund L., Shi P., Sundman B. Thermo-Calc & DICTRA,
computational tools for materials science // Calphad. – 2002. – 26, N 2. – P. 273–312.
4. Hardy H. K. A “sub-regular” solution model and its application to some binary alloy systems
// Acta Metal. – 1953. – 1, N 2. – P. 202–209.
5. Hillert M. The compound energy formalism // J. Alloys Comp. – 2001. – 320, N 2. – P. 161–
176.
6. Murnaghan F. D. The compressibility of media under extreme pressures // Proc. Natl. Acad.
Sci. U. S. A. – 1944. – 30, N 9. – P. 244–247.
7. Туркевич В. З., Кулик О. Г., Гаран А. Г. и др. Диаграмма состояния системы Al–C при
давлении 6 ГПа // Сверхтв. материалы. – 2004. – № 4. – 29–34.
8. Solozhenko V. L., Turkevich V. Z., Kurakevych O. O. et al. Phase equilibria in the B–BN–B2O3
system at 5 GPa // J. Phys. Chem. C. – 2013. – 117, N 36. – Р. 18642–18647.
9. Solozhenko V. L., Kurakevych O. O., Equilibrium p-T phase diagram of boron: experimental
study and thermodynamic analysis // Sci. Rep. – 2013. – 3, art. 2351.
10. Jahan N., Ali M. A. A theoretical study of elastic, electronic, optical and thermodynamic
properties of AlB2 and TaB2 // arXiv:1406.1051 [cond-mat.mtrl-sci].
11. Беженар Н. П., Божко С. А., Белявина Н. Н. и др. Фазовый состав поликристаллов,
полученных при реакционном спекании кубического нитрида бора с алюминием //
Сверхтв. материалы. – 2002. – № 1. – С. 37–48.
Ин-т сверхтвердых материалов Поступила 17.09.14
им. В. Н. Бакуля НАН Украины
|