Анализ c позиции классической термодинамики экспериментальных данных по изменению температуры и энтальпии плавления эвтектических сплавов при изменении взаимной ориентировки фаз

А.М. Савченко, Ю.В. Коновалов, А.В. Лаушкин показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 18 марта 2016; Исправлена: 10 августа 2016; Принята: 12 августа 2016
Цитирование: А.М. Савченко, Ю.В. Коновалов, А.В. Лаушкин. Анализ c позиции классической термодинамики экспериментальных данных по изменению температуры и энтальпии плавления эвтектических сплавов при изменении взаимной ориентировки фаз. Письма о материалах. 2016. Т.6. №3. С.195-199
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2016-3-195-199

Аннотация

Проведены эксперименты по проверке гипотезы о возможном увеличении температуры плавления эвтектики при нарушении взаимной ориентировки фаз. Нарушение взаимной ориентировки фаз должно переводить эвтектический сплав из состояния термодинамической системы в механическую смесь фаз. Для нарушения взаимной ориентировки фаз семь эвтектических сплавов на основе алюминия были прокатаны с разной степенью деформации. Методом дифференциального термического анализа (ДТА) на одних и тех же образцах определялась температура и энтальпия плавления эвтектических сплавов в равновесном состоянии и после нарушения взаимной ориентировки фаз. Было получено увеличение температуры плавления до 22 ºС, а также уменьшение энтальпии плавления на 7-14%. Впервые удалось перегреть сплав выше температуры плавления на столь большую температуру без прохождения фазового превращения при низких скоростях нагрева (80 град/мин). Данный эффект можно объяснить тем, что величина свободной энергии фаз, составляющих эвтектику, меньше, чем у исходных фаз и не зависит от межфазной поверхностной энергии. Термодинамическое равновесное состояние эвтектических сплавов сохраняется только при определенной взаимной ориентировке фаз в эвтектике, что позволяет осуществлять электронное взаимодействие и металлическую связь между фазами, ведущую к понижению энергии системы, а также понижению температуры плавления эвтектик, что термодинамически отличает эвтектический сплав от механической смеси фаз. Обнаруженное новое явление требует дальнейшего изучения и экспериментального подтверждения на различных типах сплавов, в том числе и на простых эвтектиках без интерметаллических соединений.

Ссылки (9)

1. A.I. Somov, M.A. Tikhonovsky. Eutectic Compositions. Moscow, Metallurgy (1975) 304 p. (in Russian) [А.И.Сомов, М.А Тихоновский. Эвтектические композиции. М.: Металлургия, 1975. 304 с.].
2. A.H. Cottrell Theoretical Structural Metallurgy. Arnold London. (1948) 256 p.
3. I. Prigogine, R. Defay. Chemical Thermodynamics. Wiley. (1954) 543 p.
4. A.A. Bochvar. Metal Science, Moscow, Metallurgy, (1956) 494 p. [Бочвар А.А. Металловедение, М., Металлургиздат, 1956. 494 с.].
5. A.M. Savchenko, Y.V. Konovalov, O.I Uferov. Journal of Physical and Chemical Materials Treatment. 3, 5-14 (2005), (in Russian) [А.М. Савченко, Ю.В. Коновалов, О.И Юферов. Физика и химия обработки материалов. 3. 5-14 (2005)].
6. A.M. Savchenko, N.I. Nogin, O.I. Uferov. Issues of Atomic Science and Engineering. Materials Science and Novel Materials. 2(73), 18-24 (2012), (in Russian) [А.М. Савченко, О.И. Юферов, Н.И. Ногин. Вопросы атомной науки и техники. Материаловедение и новые материалы. 2(73). 44-51 (2012)].
7. P.S. Popel, M. Calvo-Dahlborg, U. Dahlborg. Metastable microheterogeneity of melts in eutectic and monotectic systems and its influence on the properties of the solidified alloy. Journal of Non-Crystalline Solids. 353, 3243-3253 (2007).
8. D. Yagodin, P. Popel, V. Filippov. Metastable microheterogeneity of melts in the Ga-Bi system with limited solubility of components in liquid state. Journal of Material Science. 45, 2035-2041 (2010).
9. A.M. Savchenko, A.V. Laushkin, P. Turchi, M. Fluss. In: Proceedings of Plutonium Futures 2012 - the Science Conference, University of Cambridge, UK, 15-10 July 2012.

Цитирования (2)

1.
A. M. Savchenko, Yu. V. Konovalov. Vopr. materialoved. , 29 (2020). Crossref
2.
A. M. Savchenko, Yu. V. Konovalov, A. V. Laushkin. Vopr. materialoved. , 28 (2021). Crossref