1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Расплавы
  4. № 5, 2023

Расплавы, 2023, № 5, стр. 479-490

Прогнозирование теплофизического поведения аморфных сплавов Ni0.333Zr0.667 и La80Al20 по свойствам металлов

С. В. Терехов *

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина
Донецк, ДНР

* E-mail: svlter@yandex.ru

Поступила в редакцию 26.05.2023
После доработки 07.06.2023
Принята к публикации 09.06.2023

Аннотация

Аморфные сплавы (металлические стекла) получают путем сверхбыстрого охлаждения расплавов. В результате этого процесса “замораживается” хаотическое распределение атомов в пространстве при сохранении ближнего порядка, характерного для жидкостей. Высокая однородность твердого состояния приводит к уникальным механическим, магнитным и другим физическим свойствам. Изделия из разработанных дешевых металлических стекол заместили на некоторых производствах ряд аналогов из дорогих традиционных материалов. С другой стороны, существенными недостатками неупорядоченных сред являются температурная и временнáя нестабильности. Решение этой проблемы возможна при знании теплофизических свойств аморфных сплавов: теплоемкости, коэффициента теплового расширения, теплопроводности и температуропроводности. Но даже оценка их температурных зависимостей представляет собой сложную и актуальную задачу. Поэтому в данной работе предложено использовать правило смешения компонентов, теплофизические свойства которых известны. Это позволяет предсказать температурные зависимости теплоемкости, коэффициента теплового расширения и температуропроводности металлических стекол при известных значениях их теплопроводности для разных температур. Отметим, что на рассчитанные кривые для теплоемкости аморфного сплава Ni0.333Zr0.667 достаточно хорошо укладываются известные из научной литературы экспериментальные данные в низкотемпературной области.

Ключевые слова: аморфные сплавы, Ni, Zr, La, Al, диаграмма состояния, интерметаллид, теплоемкость, коэффициент теплового линейного расширения, теплопроводность, температуропроводность

Список литературы

  1. Карфидов Э.А., Русанов Б.А., Сидоров В.Е., Никитина Е.В., Яничкович Д., Швец П. Ст. Коррозионно-электрохимическое поведение аморфных сплавов Al–Ni–Co–Nd // Расплавы. 2022. № 2. С. 189‒195.

  2. Сидоров Н.И., Эстемирова С.Х., Курбанова Э.Д., Полухин В.А. Кинетика водорода в мембранных сплавах на основе Fe–Ni, Nb–Ni, V–Ni // Расплавы. 2022. № 2. С. 196‒213.

  3. Полухин В.А., Сидоров Н.И., Курбанова Э.Д., Белякова Р.М. Характеристики мембранных аморфных, нано- и кристаллических сплавов // Расплавы. 2022. № 3. С. 152‒171.

  4. Белякова Р.М., Курбанова Э.Д., Сидоров Н.И., Полухин В.А. Мембраны на основе Nb–Ni и V–Ni для получения сверхчистого водорода // Расплавы. 2022. № 3. С. 124‒140.

  5. Buschow K.H.J., Beekmans N.M. Thermal stability of amorphous alloys // Solid State Commun. 1980. 35. № 3. P. 233–236. https://doi.org/10.1016/0038-1098(80)90487-1

  6. Лысов В.И., Цареградская Т.Л., Турков О.В., Саенко Г.В. Исследование закономерностей процесса старения металлических стекол // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. Серия “Физика”. 2009. 22 (61). № 1. С. 142–148.

  7. Попель П.С., Сидоровa 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.

  8. Абросимова Г.Е., Аронин А.С., Добаткин С.В. и др. Нанокристаллизация аморфного сплава Fe80B20 под действием интенсивной пластической деформации // Физика твердого тела. 2007. 49. № 6. С. 983–989.

  9. Панова Г.Х., Сырых Г.Ф., Черноплеков Н.А., Шиков А.А. Влияние аморфизации на электронную и колебательную теплоемкость сплава Ni2B // Физика твердого тела. 2002. 44. № 7. С. 1168–1173.

  10. 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.

  11. Гавричев К.С., Горбунов В.Е., Шарпатая Г.А. и др. Термодинамические свойства сплава Ni0.333Zr0.667 в аморфном и кристаллическом состоянии // Неорганические материалы. 2004. 40. № 6. С. 703–708.

  12. Хизриев Ш.К., Гамзатов А.Г., Батдалов А.Б. и др. Тепловые, магнитные и магнитотранспортные свойства быстрозакаленного ленточного образца Ni50Mn35Al2Sn13 // Физика твердого тела. 2020. 62. № 7. С. 1132–1136.

  13. Шелудяк Ю.Е., Кашпоров Л.Я., Малинин Л.А., Цалков В.Н. Теплофизические свойства компонентов горючих систем. Москва: НПО “Информация и технико-экономические исследования”, 1992.

  14. Dinsdale A.T. SGTE data for pure elements. Calphad. 1991. 15. № 4. P. 317–425. https://doi.org/10.1016/0364-5916(91)90030-N

  15. Терехов С.В. Термодинамическая модель размытого фазового перехода в металлическом стекле Fe40Ni40P14B6 // Физика и техника высоких давлений. 2018. 28. № 1. С. 54–61.

  16. Терехов С.В. Тепловые свойства металлов. Справочник. Донецк: ДонФТИ им. А.А. Галкина, 2023.

  17. Кингери У.Д. Введение в керамику. М.: Стройиздат, 1967.

  18. Terehov S.V. Thermal properties of matter within the model of a two-phase system // Physics of the Solid State. 2022. 64. № 8. P. 1089–1095. https://doi.org/10.21883/PSS.2022.08.54631.352

  19. Терехов С.В. Тепловые свойства вещества // Физика и техника высоких давлений. 2022. 32. № 3. С. 21–34.

  20. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел. М.: Наука, 1974.

  21. Пелецкий В.Э., Чеховской В.Я., Бельская и Э.А. др. Теплофизические свойства титана и его сплавов. Справочник. М.: Металлургия, 1985.

  22. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 3. Кн. 1 / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 2001.

  23. Новицкий Л.А., Кожевников И.Г. Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Справочник. М.: Машиностроение, 1975.

  24. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. М.: Металлургия, 1989.

  25. Лариков Л.Н., Юрченко Ю.Ф. Структура и свойства металлов и сплавов. Тепловые свойства металлов и сплавов. Киев: Наукова думка, 1985.

  26. Свойства элементов. Справочник. Под ред. М.Е. Дрица. М.: Металлургия, 1985.

  27. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 1. / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Расплавы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал