Научно-технический и производственный журнал.
Издается с января 1958 года. Индекс: 70383
ISSN 2410-2091 (Online), ISSN 0368-0797 (Print)
 
 
 
 

Послать статью

 

ЗНАЧЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В МАЛОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЖИДКИХ БИНАРНЫХ СПЛАВАХ

стр. 713-718

Авторы: Корнейчук С. К.1, Большов Л. А.1

1 Вологодский государственный университет (Россия, 160000, Вологда, ул. Ленина,15)
Корнейчук С. К. - к.ф.-м.н., доцент кафедры физики (email: korn62@mail.ru)
Большов Л. А. - д. ф.-м.н., профессор кафедры математики (email: labolshov@mail.ru)

Аннотация: Рассмотрены основное разложение термодинамики малоконцентрированных бинарных сплавов и термодинамические параметры взаимодействия первого, второго и третьего порядков в этих сплавах. По экспериментальным термодинамическим данным о концентрационной зависимости избыточного химического потенциала примеси в жидких сплавах бинарных систем оценены значения параметров взаимодействия первого и второго порядков в 37 таких системах. Оценки получены методом численного дифференцирования. Этот метод основан на первой интерполяционной формуле Ньютона. Приведены расчетные формулы для соответствующих оценок. Предложена простейшая теория, связывающая значение термодинамического параметра взаимодействия второго порядка с параметром взаимодействия первого порядка в жидких сплавах определенной системы. Эта теория основана на решеточной модели раствора и принципах статистической механики. В качестве модельной решетки принята решетка ГЦК. Использована модель парного взаимодействия между металлическими атомами в сплаве. Радиус взаимодействия соответствует радиусу ближайшей координационной сферы решетки. С помощью предложенной теории рассчитаны значения термодинамических параметров второго порядка для всех 37 рассмотренных в настоящей работе систем, а также значения параметров взаимодействия третьего порядка для 23 систем из числа вышеупомянутых тридцати семи. Для этих 23 систем теоретические оценки параметров взаимодействия второго порядка согласуются с экспериментальными как по знаку, так и по порядку величины. Это обстоятельство может рассматриваться как свидетельство в пользу применимости, в принципе, метода численного дифференцирования для оценки значений термодинамических параметров взаимодействия первого и второго порядков в жидких бинарных сплавах. Точность оценки значений третьей производной методом численного дифференцирования представляется недостаточной. Это делает невозможным сопоставление расчетных значений параметров взаимодействия третьего порядка с экспериментальными, полученными методом численного дифференцирования. Можно предположить, что проделанные теоретические расчеты этих параметров лишь дают представление о порядке величин указанных коэффициентов.

Ключевые слова: термодинамика сплавов, статистическая механика, бинарные сплавы, термодинамический параметр взаимодействия, основное разложение, численное дифференцирование, интерполяционная формула Ньютона, парное взаимодействие, решеточная модель раствора

DOI: 10.17073/0368-0797-2019-9-713-718

Библиография:
  1. Lupis  C.H.P., Elliott J.F. Generalized interaction coefficients. Part I. Definitions // Acta metallurgica. 1966. Vol.14. No. 4. P. 529-538.
  2. Люпис К. Химическая термодинамика материалов. - М.: Металлургия, 1989. - 504 с.
  3. Вагнер К. Термодинамика сплавов. - М.: Металлургиздат, 1957. - 179 с.
  4. Хачатурян А.Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов.  - М.: Наука, 1974. - 384с.
  5. Гильдебранд Дж.Г. Растворимость неэлектролитов. - М.: ГОНТИ, 1938. - 168 с.
  6. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. - М.: Металлургия, 1987. - 272 с.
  7. Guggenheim E.A. Mixtures.-Oxford: Clarendon Press, 1952. -270p.
  8. Kirkwood J.G. Order and disorder in binary liquid solutions // Journal of physical chemistry. 1939. Vol. 43. No. 1. P. 97-107.
  9. Бадалян Д.А., Хачатурян А.Г. Учет корреляции в упорядочивающемся твердом бинарном растворе // Физика твердого тела. 1970. Т. 12. № 2. С. 439-447.
  10. Taggart G.B., Tahir-Kheli R.A. Role of three-body potentials in disordered alloys // Progress of theoretical physics. 1971. Vol. 46. No. 6. P. 1690-1702.
  11. Taggart G.B., Tahir-Kheli R.A. High temperature series expansion for the correlation functions in disordered binary alloys // Physica. 1973. Vol. 68. No. 1. P. 93-106.
  12.  Большов Л.А. Статистическая теория многокомпонентных и малоконцентрированных сплавов. Дисс…докт. физ.-мат.наук.-М.: МГУ,1991. – 496 с.
  13.  Майер Дж., Гепперт-Майер М. Статистическая механика. - М.: Мир, 1980. – 544 с.
  14.  Ruban A.V., Abrikosov I.A. Configurational thermodynamics of alloys from first principles: effective cluster interactions // Reports on progress of physics. 2008. Vol. 71. No. 4. Id. 046501.
  15.  Богданов В.И., Большов Л.А., Корнейчук Е.А., Попов В.А., Корнейчук С.К., Баданин Д.А. Межатомные взаимодействия и термодинамические параметры в малоконцентрированных твердых растворах системы Ag-Au // Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116. № 7. С. 709-713.
  16.  Большов Л.А., Богданов В.И., Горбунов В.А. Оценка значений термодинамических параметров взаимодействия второго порядка в бинарных сплавах по экспериментальным термодинамическим данным // Физика металлов и металловедение. 2010. Т. 109. № 4. С. 351-356.
  17.  Большов Л.А., Корнейчук С.К. Термодинамические параметры первого порядка в малоконцентрированных бинарных сплавах // Журнал физической химии. 2015. Т. 89. № 12. С. 1841-1844.
  18.  Демидович Б.П., Марон А.И. Основы вычислительной математики. -СПб.: Лань, 2007. - 672с.
  19.  Самарин М.К. Ньютона интерполяционная формула // В книге "Математическая энциклопедия. Том 3". - М.: Советская энциклопедия, 1982. С. 1092.
  20. Hultgren R., Desai P.D., Hawkins D.T., Gleiser M., Kelley K.K. Selected values of thermodynamic properties of binary alloys. - Metals Park, Ohio: ASFM, 1973. - 1435p.

Дата поступления: 14.03.2019

Главный редактор

Леонтьев Леопольд Игоревич

Главный редактор Известия вузов Черная металлургия