Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu
Методом калориметрії вперше визначено термохімічні властивості сплавів системи Sb—Eu за температури 1200 К в інтервалах складів 0 ≤ хSb ≤ 0,6 і 0,8 ≤ хSb ≤ 1,0. Встановлено, що мінімальне значення ентальпії змішування дорівнює –65,5 ± 0,5 кДж/моль за умови xSb = 0,5. Методом калориметрии впервые опр...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Адгезия расплавов и пайка материалов |
|---|---|
| Дата: | 2018 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160559 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu / Л.О. Романова, В.С. Судавцова, К.Ю. Пастушенко, В.Г. Кудін, М.І. Іванов // Адгезия расплавов и пайка материалов. — 2018. — Вып. 51. — С. 42-47. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160559 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Романова, Л.О. Судавцова, В.С. Пастушенко, К.Ю. Кудін, В.Г. Іванов, М.І. 2019-11-09T17:11:03Z 2019-11-09T17:11:03Z 2018 Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu / Л.О. Романова, В.С. Судавцова, К.Ю. Пастушенко, В.Г. Кудін, М.І. Іванов // Адгезия расплавов и пайка материалов. — 2018. — Вып. 51. — С. 42-47. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. 0136-1732 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160559 536.7; 541.122 Методом калориметрії вперше визначено термохімічні властивості сплавів системи Sb—Eu за температури 1200 К в інтервалах складів 0 ≤ хSb ≤ 0,6 і 0,8 ≤ хSb ≤ 1,0. Встановлено, що мінімальне значення ентальпії змішування дорівнює –65,5 ± 0,5 кДж/моль за умови xSb = 0,5. Методом калориметрии впервые определены термохимические свойства сплавов системы Sb—Eu при температуре 1200 К в интервалах составов 0 ≤ хSb ≤ 0,6 и 0,8 ≤ хSb ≤ 1,0. Установлено, что минимальное значение энтальпии смешения равно –65,5 ± 0,5 кДж / моль при условии xSb = 0,5. The calorimetry method was used to determine for the first time the thermochemical properties of alloys of the Sb—Eu system at temperatures of 1200 K in the ranges of compositions 0 ≤ xSb ≤ 0,6 and 0,8 ≤ xSb ≤ 1,0. It is established that the minimum value of the enthalpy of mixing is –65,5 ± 0,5 kJ / mol under the condition xSb = 0,5. uk Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України Адгезия расплавов и пайка материалов Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu Взаимодействие в сплавах системы Sb—Eu Interaction in the Sb—Eu system alloys Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu |
| spellingShingle |
Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu Романова, Л.О. Судавцова, В.С. Пастушенко, К.Ю. Кудін, В.Г. Іванов, М.І. Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия |
| title_short |
Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu |
| title_full |
Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu |
| title_fullStr |
Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu |
| title_full_unstemmed |
Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu |
| title_sort |
взаємодія в сплавах системи sb—eu |
| author |
Романова, Л.О. Судавцова, В.С. Пастушенко, К.Ю. Кудін, В.Г. Іванов, М.І. |
| author_facet |
Романова, Л.О. Судавцова, В.С. Пастушенко, К.Ю. Кудін, В.Г. Іванов, М.І. |
| topic |
Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия |
| topic_facet |
Поверхностные свойства расплавов и твердых тел, смачивание, адгезия |
| publishDate |
2018 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Адгезия расплавов и пайка материалов |
| publisher |
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Взаимодействие в сплавах системы Sb—Eu Interaction in the Sb—Eu system alloys |
| description |
Методом калориметрії вперше визначено термохімічні властивості сплавів системи Sb—Eu за температури 1200 К в інтервалах складів 0 ≤ хSb ≤ 0,6 і 0,8 ≤ хSb ≤ 1,0. Встановлено, що мінімальне значення ентальпії змішування дорівнює –65,5 ± 0,5 кДж/моль за умови xSb = 0,5.
Методом калориметрии впервые определены термохимические свойства сплавов системы Sb—Eu при температуре 1200 К в интервалах составов 0 ≤ хSb ≤ 0,6 и 0,8 ≤ хSb ≤ 1,0. Установлено, что минимальное значение энтальпии смешения равно –65,5 ± 0,5 кДж / моль при условии xSb = 0,5.
The calorimetry method was used to determine for the first time the thermochemical properties of alloys of the Sb—Eu system at temperatures of 1200 K in the ranges of compositions 0 ≤ xSb ≤ 0,6 and 0,8 ≤ xSb ≤ 1,0. It is established that the minimum value of the enthalpy of mixing is –65,5 ± 0,5 kJ / mol under the condition xSb = 0,5.
|
| issn |
0136-1732 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160559 |
| citation_txt |
Взаємодія в сплавах системи Sb—Eu / Л.О. Романова, В.С. Судавцова, К.Ю. Пастушенко, В.Г. Кудін, М.І. Іванов // Адгезия расплавов и пайка материалов. — 2018. — Вып. 51. — С. 42-47. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT romanovalo vzaêmodíâvsplavahsistemisbeu AT sudavcovavs vzaêmodíâvsplavahsistemisbeu AT pastušenkokû vzaêmodíâvsplavahsistemisbeu AT kudínvg vzaêmodíâvsplavahsistemisbeu AT ívanovmí vzaêmodíâvsplavahsistemisbeu AT romanovalo vzaimodeistvievsplavahsistemysbeu AT sudavcovavs vzaimodeistvievsplavahsistemysbeu AT pastušenkokû vzaimodeistvievsplavahsistemysbeu AT kudínvg vzaimodeistvievsplavahsistemysbeu AT ívanovmí vzaimodeistvievsplavahsistemysbeu AT romanovalo interactioninthesbeusystemalloys AT sudavcovavs interactioninthesbeusystemalloys AT pastušenkokû interactioninthesbeusystemalloys AT kudínvg interactioninthesbeusystemalloys AT ívanovmí interactioninthesbeusystemalloys |
| first_indexed |
2025-11-25T23:09:02Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:09:02Z |
| _version_ |
1850578972129099776 |
| fulltext |
ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2018. Вып. 51
42
УДК 536.7; 541.122
Л. О. Романова, В. С. Судавцова, К. Ю. Пастушенко,
В. Г. Кудін, М. І. Іванов*
ВЗАЄМОДІЯ В СПЛАВАХ СИСТЕМИ Sb—Eu
Методом калориметрії вперше визначено термохімічні властивості сплавів системи Sb—
Eu за температури 1200 К в інтервалах складів 0 ≤ хSb ≤ 0,6 і 0,8 ≤ хSb ≤ 1,0. Встановлено,
що мінімальне значення ентальпії змішування дорівнює –65,5 ± 0,5 кДж/моль за умови
xSb = 0,5.
Ключові слова: термохімічні властивості, сполуки, розплави, Sb, Eu.
Вступ
Сплави і сполуки стибію з РЗМ та перехідними металами проявляють
термоелектричні, магнітні властивості. Для науково обґрунтованого їх
отримання необхідно знати як їх діаграми стану, так і термодинамічні
властивості різних фаз, в тому числі і рідкої. Сплави системи Sb—Eu
практично не досліджені — не побудовано діаграму стану і не визначено
термодинамічні властивості жодної із фаз, крім значення першої
парціальної ентальпії змішування європію [1]. Тому мета даної роботи —
дослідити методом калориметрії парціальні ентальпії змішування
компонентів розплавів системи Sb—Eu зі сторони стибію і європію за
температури 1200 К, а потім із цих даних розрахувати аналогічні для
усього концентраційного інтервалу, а із них — інтегральні величини.
Методику проведення дослідів і обробки результатів наведено в роботі
[2]. Зміни температури калориметричної ванни, які відбувалися під час
скидання зразків до неї, фіксували в цифровому вигляді на комп’ютері, а
площі піків, що записувалися, обчислювали за програмою Origin.
Парціальні мольні ентальпії компонентів розраховували за рівнянням
теплового балансу.
Встановлені парціальні ентальпії змішування стибію та європію
наведено на рис. 1. На основі цих даних розраховано ∆H i ∆
і
Н для всього
інтервалу концентрацій (рис. 1). Значення ∆Н, ∆ іН вивчених розплавів
системи Sb—Eu за умови округлених концентрацій наведено в табл. 1.
Методом ЕРС в интервалі температур 800—1000 К встановлено
∞
∆ EuH = –266,0 ± 3,1 кДж/моль і
∞
∆ CeS = –91,3 ± 3,6 Дж/моль·К в
двохфазній області (розплав + EuSb2) системи Eu—Sb. Порівняння цих
* Л. О. Романова — кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Інституту
проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, Київ; В. С. Судавцова —
професор, доктор хімічних наук, провідний науковий співробітник цієї ж установи;
К. Ю. Пастушенко — молодший науковий співробітник цієї ж установи; В. Г. Кудін —
доцент, кандидат фізико-математичних наук кафедри фізики металів Київського
національного університету імені Тараса Шевченка; М. І. Іванов — кандидат хімічних
наук, старший науковий співробітник Інституту проблем матеріалознавства
ім. І. М. Францевича НАН України, Київ.
Л. О. Романова, В. С. Судавцова, К. Ю. Пастушенко, В. Г. Кудін, М. І. Іванов, 2018
ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2018. Вып. 51
43
Рис. 1. Парціальні та інтегральні ентальпії змішування
розплавів системи Sb—Eu за температури 1200 К: точки —
експеримент; лінії — апроксимовані дані
Fig. 1. Partial and integral enthalpies of mixing the melts of the Sb—
Eu system at a temperature of 1200 K: points — experiment;
lines —approximated data
Т а б л и ц я. 1. Парціальні та інтегральні ентальпії
змішування розплавів системи Sb—Eu за умови
округлених концентраціц за температури 1200 К
T a b l e. 1. Partial and integral enthalpies of mixing of the
melts of the Sb—Eu system at rounded concentrations at a
temperature of 1200 K
xSb
∆H
∆ EuН
∆ SbН
0
0,0
0,0
–238,9 ± 12,1
0,1 –22,5 ± 0,1 –1,6 ± 0,05 –210,7 ± 10,5
0,2 –41,4 ± 0,2 –8,3 ± 0,4 –173,5 ± 8,6
0,3 –55,2 ± 0,3 –21,9 ± 1,4 –133,1 ± 6,7
0,4 –63,4 ± 0,4 –42,8 ± 2,8 –94,3 ± 4,7
0,5 –65,5 ± 0,5 –70,5 ± 4,0 –60,5 ± 3,1
0,6 –61,5 ± 0,4 –103,0 ± 5,1 –33,8 ± 1,7
0,7 –51,9 ± 0,3 –137,1 ± 6,8 –15,4 ± 0,8
0,8 –37,5 ± 0,2 –168,4 ± 8,4 –4,8 ± 0,4
0,9 –19,6 ± 0,1 –191,2 ± 9,6 –0,6 ± 0,03
1
0,0
–198,7 ± 10,0
0,0
даних із нашими показало, що вони узгоджуються між собою лише
якісно.
На даний час визначено ентальпії утворення сполук LnSb методом
калориметрії і ЕРС [3—12], а також розраховано і прогнозовано [13, 14]
(табл. 2).
ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2018. Вып. 51
44
Т а б л и ц я 2. Ентальпії утворення Hf∆ (кДж/моль) еквіатомних
сполук LnSb; різниці мольних об’ємів (см3/моль) і електронегатив-
ностей компонентів розплавів систем Ln—Sb
T a b l е 2. Enthalpy of the formation of the aqueatoms compounds
LnSb Hf∆ (kJ / mole); the difference in molar volumes (cm3 / mole) and
the electronegativity of the components of the melts of the Ln—Sb systems
Сполука
Дані
[3]
Інші
експериментальні
дані
Модель
Міедеми
[13]
Прогноз,
Colinet
[14]
∆V
∆ χ
LaSb
–130,5 [4]
–124
–118
4,34
0,95
CeSb –126,4 [5] –122 –114 2,48 0,93
PrSb –126 [6] –121 –109 2,6 0,92
NdSb –123,0 [7] –120 –106 2,36 0,91
SmSb –122,0 [8] –119 –101 1,73 0,88
EuSb –65 (наші)
10,79 0,85
GdSb –103 –137,0 [9] –119 –96 1,77 0,85
TbSb –177 –118 –94 1,05 0,85
DySb –181 –114 [10] –117 –93 0,77 0,83
HoSb –63,8 –126,6 [11] –116 –91 0,53 0,82
ErSb –108,6 –113,4 [11];
–131 [1]
–116 –89 0,25 0,81
TmSb –157 –115 –88 0,09 0,82
YbSb –62 –98;
– 95
6,68 0,95
LuSb –94 [12]; –119,2 [11];
–114 [1]
–115 –87 0,452 0,78
Видно, що повного узгодження між експериментальними і розрахованими
даними немає.
Але складнішою виявилася ситуація із термодинамічними властиво-
стями рідких сплавів систем Sb—РЗМ. Термохімічні властивості розпла-
вів систем Sb—Ce (Yb) досліджені лише в роботах [15, 16] за температур
1200 і 1600 К. Згідно з даними цих робіт, ∆Нmin = –126 і –95 Дж/моль
відповідно. Ці величини є значно більш екзотермічними за аналогічні дані
для Sn—Ce (–67,2 кДж/моль) [2] і In—Ce (–43,5 кДж/моль) [17].
Це викликано тим, що Sb є найбільш електронегативним р-елементом
порівняно з In і Sn. Тому для інших розплавів систем Sb—РЗМ слід
очікувати таких же великих екзотермічних значень ентальпій змішування,
як і для систем Sb—Ce (Yb). Підставою для цього є ентальпії утворення
ряду моностибідів РЗМ, які наведено в роботах [3—12] і табл. 2. На даний
ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2018. Вып. 51
45
час також наявні дані для
∞
∆ РЗМH в розплавах систем Sb—РЗМ,
встановлені методом ЕРС за температур 800—1100 К [1].
Порівняння мінімальних ентальпій утворення рідких фаз подвійних
систем Ce (Yb)—Sb і сполук CeSb (YbSb) показало, що вони майже
однакові. Тому і для інших розплавів і фаз систем Sb—РЗМ можна
очікувати таку ж властивість.
Для розплавів системи Sb—Yb [16] ∆Hmin = –95 кДж/моль, що є менш
екзотермічним, ніж для Ce—Sb. Це обумовлено тим, що для розплавів
системи Sb—Y розмірний фактор є більшим, ніж для Ce—Sb
(табл. 2, рис. 2).
-150
-140
-130
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
∆
Н
, к
Д
ж
/м
о
л
ь
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
а
б
Рис. 2. Залежності ∆Нmin (а) та ∆V (б) в системах Sb—РЗМ від
порядкового номеру (а) РЗМ
Fig. 2. Dependences of ∆Нmin (а) and ∆V (б) in systems Sb—
REM from the serial number (а) of REM
ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2018. Вып. 51
46
Для сплавів Sb—Eu маємо ще менш екзотермічне значення
мінімальної ентальпії змішування порівняно з розплавами Sb—Yb
(~ –65,5 кДж/моль) через більші ∆V і менші ∆χ. З врахуванням складності
досліджень термохімічних розплавів систем, що містять РЗМ, нами
зроблено прогноз аналогічних параметрів для недосліджених подвійних
систем Sb—РЗМ. Для цього були використані наявні літературні і власні
дані для мінімумів інтегральних ентальпій змішування розплавів, а також
ентальпій утворення сполук LnSb, які представлені у вигляді їх
залежностей від порядкового номера РЗМ. Прогнозовані значення
мінімальних ентальпій змішування не досліджених сплавів систем Sb—
РЗМ наведені на рис. 2, а. Видно, що залежності, представлені на рис. 2,
а, б, є симбатними. Тому термохімічні властивості розплавів і фаз систем
Sb—РЗМ обумовлені в основному розмірним фактором.
Висновки
Визначені вперше методом калориметрії ентальпії змішування розплавів
системи Sb—Eu є значними екзотермічними величинами в усьому
інтервалі концентрацій. Встановлено, що мінімальне значення ентальпії
змішування дорівнює –65,5 ± 0,5 кДж / моль за умови xSb = 0,5.
РЕЗЮМЕ. Методом калориметрии впервые определены термо-
химические свойства сплавов системы Sb—Eu при температуре
1200 К в интервалах составов 0 ≤ хSb ≤ 0,6 и 0,8 ≤ хSb ≤ 1,0. Установлено,
что минимальное значение энтальпии смешения равно
–65,5 ± 0,5 кДж / моль при условии xSb = 0,5.
Ключевые слова: термохимические свойства, соединения, расплавы,
Sb, Eu.
1. Лебедев В. А. Термохимия сплавов редкоземельных и актиноидных
элементов / В. А. Лебедев, В. И. Кобер, Л. Ф. Ямщиков. —
Челябинск : Металлургия, Челяб. отд., 1989. — 336 с.
2. Судавцова В. C. Термодинамiчнi властивостi та фазовi рiвноваги в
сплавах системи Ce—Sn / [В. С. Судавцова, К. Ю. Пастушенко,
М. А. Шевченко та ін.] // Порошковаz металургия. — 2018. —
№ 7/8. — С. 136—144.
3. Chua K. S. A simple direct-reaction calorimeter and some observations on
the heats of formation of IIIA-VB sodium chloride structures / K. S. Chua,
J. N. Pratt // Thermochimica Acta. — 1974. — 8. — P. 409.
4. Borzone G. Heats of formation of lanthanum-antimony alloys /
[G. Borzone, A. Borsese, A. Saccone, R. Ferro] // J. Less-Common
Metals. — 1979. — 65. — P. 253.
5. Borsese A. Heats of formation of Ce—Sb alloys / [A. Borsese, G. Borzone,
D. Mazzone, R. Ferro] // Ibid. — 1981. — 79. — P. 57.
6. Borzone G. Determination of heats of formation of praseodymium
antimonides / [G. Borzone, A. Borsese, G. Zanicchi, R. Ferro] //
J. Thermal Analysis. — 1982. — 25. — P. 433.
ISSN 0136-1732. Адгезия расплавов и пайка материалов, 2018. Вып. 51
47
7. Borsese A. Heats of formation of neodymium-antimony alloys /
[A. Borsese, R. Ferro, R. Capelli, S. Delfino] // J. Less-Common
Metals. — 1977. — 55. — P. 77—83.
8. Borzone G. Antimony compounds of the rare earths: Heats of formation of
the Sm-Sb alloys / [G. Borzone, A. Borsese, S. Delfino, R. Ferro] //
Zeitschrift für Metallkunde. — 1985. — 76. — P. 208.
9. Горячева В. И. Изучение термодинамических свойств антимонида
гадолиния методом электродвижущих сил / В. И. Горячева,
А. В. Никольская, Я. И. Герасимов // Докл. АН СССР. — 1971. —
197. — С. 389—392.
10. Ferro R. On the thermochemistry of the rare earth antimonides. The Dy—
Sb system / R. Ferro, G. Borzone, G. Cacciamani // Thermochimica
Acta. — 1988. — 129. — P. 99.
11. Горячева В. И. Термодинамическое исследование моноантимонидов
гольмия и эрбия методом электродвижущих сил / В. И. Горячева,
Я. И. Герасимов, В. П. Васильев // Журн. физ. химии. — 1981. —
55. № 4. — С. 1080—1082.
12. Герасимов Я. И. Термодинамическое исследование свойств
моноантимонида лютеция / Я. И. Герасимов, В. И. Горячева,
В. П. Васильев // Докл. АН СССР. — 1979. — 247. — С. 135—137.
13. De Boer F. R. Enthalpies of formation of liquid and solid binary alloys
based on 3d-metals. I. Alloys of scandium, titanium and vanadium /
F. R. De Boer, R. Boom, A. R. Miedema // Phys. B. — 1980. — 101. —
P. 294.
14. Colinet C. Experimental and calculated enthalpies of formation of rare
earth—tin alloys / [С. Сolinet, A. Pasturel, A. Percheron, I. Achard] //
J. Less-Common Metals. — 1984. — 102, No. 2. — P. 167—177.
15. Usenko N. Mixing enthalpies in binary Ce—Sb and ternary Ce—Co—Sb
liquid alloys / [N. Usenko, N. Kotova, M. Ivanov, V. Berezutski] // Int. J.
Mater. Res. — 2013. — 104 (1). — P. 46—50.
16. Судавцова В. С. Термодинамические свойства сплавов двойной
системы Sb—Yb / [В. С. Судавцова, М. А. Шевченко, М. И. Иванов и
др.] // Журн. физ. химии. — 2017. — № 7. — С. 1102—1110.
17. Іванов М. І. Термодинамічні властивості сплавів подвійної системи
Ce—In / [М. І. Іванов, В. В. Березуцький, М. О. Шевченко,
В. С. Судавцова] // Порошковая металлургия. — 2015. — № 3—4. —
С. 84—92.
Надійшла 22.10.18
Romanova L. O., Sudadtsova V. S., Pastushenko K. Yu.,
Kudin V. G., Ivanov M. I.
Interaction in the Sb—Eu system alloys
The calorimetry method was used to determine for the first time the thermochemical
properties of alloys of the Sb—Eu system at temperatures of 1200 K in the ranges of
compositions 0 ≤ xSb ≤ 0,6 and 0,8 ≤ xSb ≤ 1,0. It is established that the minimum value
of the enthalpy of mixing is –65,5 ± 0,5 kJ / mol under the condition xSb = 0,5.
Keywords: thermochemical properties, compounds, melts, Sb, Eu.
|