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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».