Фундаментальные проблемы современного материаловедения,  2018,  том 15,  №1, 37-44

 

А.А. Клопотов1,2, А.И. Потекаев1,3, А.А. Попов4, Е.С. Марченко1, В.Д. Клопотов5, В.В. Кулагина3,6, Г.А. Байгонакова1

Корреляции между кристаллогеометрическими параметрами и особенностями структурно-фазовых состояний в сплавах на основе Rh-Me (Me=Fe, Co, Ni, Ru, Pd, Os, Ir, Pt, Ga)

1Национальный исследовательский Томский государственный университет, пр. Ленина, 36, 634050, Томск, Россия
2Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, Томск, Россия
3Сибирский физико-технический институт, пл. Ново-Соборная, 1, 634050, Томск, Россия
4Хакасский государственный университет, ул. Ленина, 90, 655017, Абакан, Россия
5Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, 634050, Томск, Россия
6Сибирский государственный медицинский университет, Московский тракт, 2, 634050, Томск, Россия
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Представлены результаты поиска корреляций между кристаллогеометрическими параметрами и особенностями структурно-фазовых состояний в сплавах на основе Rh-Me (Me=Fe, Ru, Os, Co, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Ga). Показаны бинарные фазовые диаграммы в системах на основе Rh с элементами VIIIA групп таблицы Д.И. Менделеева и представлены электронное строение и структура сплавообразующих элементов в этих системах. Для поиска общих закономерностей при анализе бинарных диаграмм состояния систем на основе родия были использованы термодинамический и размерный факторы: энтропийный (nS), температурный (nT) и полного объема (n0). Из результатов расчета nS следует, что во всех рассматриваемых системах возможно образование неограниченных твердых растворов. Показано, что наиболее целесообразно использование полного объемного фактора n 0, представляющего собой сумму трех слагаемых: эффективных ионизационных потенциалов сплавляемых элементов, объемного и размерного факторов. Пороговые значения полного объемного фактора n 0 при образовании неограниченных твердых растворов в бинарных системах: nS £1,10. Установлено значительное отклонение экспериментальных концентрационных зависимостей атомного объема в твердых растворах и интерметаллических соединениях от закона Зена. Получены концентрационные зависимости коэффициент заполнения пространства для твердых растворов и интерметаллических соединений. Анализируется корреляция между типами диаграмм состояния и особенностями отклонения атомного объема от закона Зена. На основе анализа кристаллогеометрических и кристаллохимических параметров твердых растворах и интерметаллических соединений в системах из элементов VIIIA группы таблицы Д.И. Менделеева выявлено характерное сочетание значений коэффициентов упаковки, температурных, энтропийных и полного объемного факторов.

Ключевые слова: сплавы на основе Rh, диаграммы состояния с Rh, объемный фактор, кристаллогеометрические параметры, структурно-фазовое состояние.

УДК 669.15.24.295:669.017.3

DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2018.01.005


 

Fundamental’nye problemy sovremennogo materialovedenia

(Basic Problems of Material Science (BPMS)) Vol. 15, No.1 (2018) 37-44

 

A.A. Klopotov1,2, A.I. Potekayev1,3, A.A. Popov4, E.S. Marchenko1, V.D. Klopotov5, V.V. Kulagina3,6, G.A. Baigonakova1

Correlations between crystallogeometric parameters and structural phase states features in R-Me - based alloys (Me = Fe, Co, Ni, Ru, Pd, Os, Ir, Pt, Ga)

1The National Research Tomsk State University, Lenin Pr., 36, Tomsk, 634050, Russia
2Tomsk State University of Architecture and Building, Solyanaya Sq., 2, Tomsk, 634003, Russia
3Siberian Physical-Technical Institute, Novo-Sobornaya Sq., 1, Tomsk, 634050, Russia
4Katanov Khakas State University, Lenin Str., 90, Abakan, 655017, Russia
5The National Research Tomsk Polytechnic University, Lenin Pr., 30, Tomsk, 634050, Russia
6Siberian State Medical University, Moskovsky trakt, 2, Tomsk, 634055, Russia

The results of the correlations search between crystal-geometric parameters and structural-phase state features in alloys based on Rh-Me (Me = Fe, Ru, Os, Co, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Ga) are presented. Binary phase diagrams in the Rh-based systems with VIIIA groups elements of the Mendeleyev table are shown and the electronic structure and type of structure of alloy-forming elements in these systems are presented. Thermodynamic and dimensional factors were used for the analysis of binary diagrams state of systems based on Rh: entropy (nS), temperature (nT) and total volume (n0) factors. It is shown that it is most expedient to use the total volume factor n0, which is the sum of three elements: the effective ionization potentials of the fused elements, the volume and size factors. The threshold values of the total volume factor n0 for the formation of unbounded solid solutions in binary systems: nS £1,10. A significant deviation of the experimental concentration dependences of the atomic volume in solid solutions and intermetallic compounds from the Xena law was established. The concentration dependences of the space occupancy coefficient for solid solutions and intermetallic compounds are obtained. The correlation between the state diagrams types and the deviation features of the atomic volume from the Xena law is analyzed. On the basis of the analysis of crystal-geometric and crystallochemical parameters of solid solutions and intermetallic compounds in systems of VIIIA group elements in Mendeleev's table it was revealed a characteristic combination of packing coefficients values, temperature, entropy and total volume factors.

Keywords: Rh-based alloys, phase diagrams with Rh, volume factor, crystal-geometric parameters, structural-phase state.