И. О. Гилев, А. Б. Шубин, П. В. Котенков.
АННОТАЦИЯ
Изучены термодинамические характеристики расплавов системы алюминий-иттрий. Проведен анализ и расчет термодинамических свойств (ΔfH0298, S0298, (H0298 – H00), cp(T) и cp(liq)) соединений Al3Y, Al2Y, AlY, Al2Y3, AlY2. Значения стандартных энтальпий образования интерметаллидов были рассчитаны на основе полуэмпирической модели Миедема, и составили -49.4, -60, -63.4, -55, -46.5 кДж/моль×ат. для каждого из интерметаллидов, соответственно. Результаты расчетов были использованы при термодинамическом моделировании (ТМ) расплавов системы Al-Y. В качестве расчетного инструмента при ТМ применялся программный комплекс «TERRA». При моделировании состава и термодинамических характеристик расплавов в качестве расчетной была использована модель идеальных растворов продуктов взаимодействия (ИРПВ). На основе данной модели была изучена термодинамика жидких растворов в системе алюминий-иттрий. Моделирование проводилось в исходной среде аргона при общем давлении 105 Па. Исследована область температур и составов, соответствующая жидкому состоянию данной системы (1900–2100 К). Сопоставление полученных результатов с результатами моделирования в приближении идеального раствора, позволило определить избыточные интегральные термодинамические характеристики расплавов данной системы (энтальпия, энтропия, энергия Гиббса). Показано, что энтальпии смешения закономерно уменьшаются по абсолютному значению с ростом температуры. Найденные значения сравнивались с известными экспериментальными данными интегральных энтальпий смешения для расплавов системы Al-Y. Склонность к наиболее сильному взаимодействию компонентов во всей области концентраций демонстрируют данные, полученные на основе расчетных методов, использованных в настоящей работе. При этом значение интегральной энтальпии смешения достигает -59.6 кДж/моль. Полученные в результате ТМ энергетические кривые проходят через экстремум при XY = 0.46, состав в данной точке близок к составу интерметаллида AlY. Экспериментальные данные, свидетельствуют о более слабом взаимодействии компонентов, экстремум расположен на уровне -49.6 кДж/моль. Полученные в работе данные находятся в удовлетворительном соответствии с экспериментальными, использованная при ТМ модель ИРПВ позволила адекватно описать термодинамические свойства расплава алюминий-иттрий.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
расплав, алюминий, иттрий, ассоциаты, интерметаллиды, стандартная энтальпия образования, избыточные термодинамические функции.
DOI: 10.31857/S0235010621050054