Н. С. Олимов, И. Н. Ганиев. 

АННОТАЦИЯ

Методами термогравиметрии, ИК-спектроскопией и рентгенофазовым анализом (РФА) исследована кинетика окисления расплавов Ва–Ge кислородом воздуха. Показано, что добавки германия до 50 мас. % повышают устойчивость сплавов к окислению. Рост температуры способствует увеличению скорости окисления расплавов системы Ba–Ge. Процесс окисления исследуемых расплавов подчиняется параболическому закону. Истинная скорость окисления имеет порядок 10^–4 кг/м²·с. Кажущаяся энергия активации окисления в зависимости от состава сплавов составляет 39.08–262.0 кДж/моль. Продуктами окисления сплавов являются BaGe₄O₉ и GeO₂. Установлен механизм влияния германия на кинетику окисления расплавов Ba–Ge. Доминирующую роль в формирования защитной оксидной пленки играет оксид BaGe₄O₉.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

сплавы Ва–Ge, термогравметрия, кинетика окисления, скорость окисления, энергия активации, продукты окисления

DOI: 10.31857/S0235010621050108

С. А. Фролова, О. В. Соболь, Н. В. Щебетовская, А. Ю. Соболев, Е. А. Покинтелица. 

АННОТАЦИЯ

Используя термограммы висмута, полученные методом циклического термического анализа (ЦТА), исследованы процессы плавления и различные виды кристаллизации (квазиравновесная (КРК) и неравновесно-взрывная (НРВК)). Непосредственно по кривым нагревания-охлаждения найдены термокинетические параметры (время плавления τ_L⁰ и кристаллизации τ_S⁰, скорости нагревания υ_нагр  и охлаждения υ_охл и т.п.), которые использовались для расчета параметров зародышеобразования и кристаллизации. Была отмечена разница в параметрах кристаллизации типа КРК и НРВК, связанная с отсутствием этапов зародышеобразования и коагуляции зародышей при неравновесно-взрывной кристаллизации.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

висмут, термический анализ, квазиравновесная и неравновесно-взрывная кристаллизация, переохлаждение, зародышеобразование, коагуляция, докристаллизация.

DOI: 10.31857/S0235010621050030

С О Д Е Р Ж А Н И Е 

Б. А. Русанов, В. Е. Сидоров, С. А. Петрова, П. Швец Ст., Д. Яничкович. 

АННОТАЦИЯ

       Аморфизующиеся сплавы на основе кобальта и железа активно изучаются в последние годы, благодаря уникальным магнитным и электрическим свойствам. В настоящей работе выполнен дифференциальный термический анализ (ДТА) и изучена плотность сплава Co₄₈Fe₂₅Si₄B₁₉Nb₄ (базовый состав) с малыми добавками редкоземельных металлов (Nd, Sm, Tb, Yb). Из данных ДТА определены температуры фазовых переходов сплавов. Установлено, что малые добавки редкоземельных металлов (1 и 2 ат. %) повышают температуру солидус и понижают температуру ликвидус базового состава. Небольшие тепловые эффекты, наблюдаемые в сплавах с неодимом, тербием и иттербием, в районе 1080–1100^°С, могут свидетельствовать о распаде соединений типа РЗМ-B. В сплавах с добавками самария таких эффектов не обнаружено, что позволяет предположить, что самарий в исследуемых сплавах не образует фазу Sm₂B₅, а уходит в раствор. Экспериментальные исследования плотности выполнены в широком интервале температур, включая кристаллическое и жидкое состояния, на автоматизированной установке, реализующей абсолютный вариант метода проникающего гамма-излучения. Показано, что температурные зависимости плотности в кристаллическом состоянии являются нелинейными, а в жидком состоянии хорошо описываются линейными функциями. При перегреве расплавов выше определенной температуры зафиксирован гистерезис плотности (несовпадение значений плотности при нагреве и последующем охлаждении), что может свидетельствовать о структурных превращениях, происходящих в расплаве. Установлено, что добавки РЗМ вызывают рост плотности сплава, однако, происходит это нелинейно и зависит от содержания РЗМ. Из экспериментальных данных по плотности сплавов рассчитаны коэффициенты их объемного расширения и молярные объемы.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

плотность, гамма-абсорбционный метод, дифференциальный термический анализ, объемно-аморфизующиеся сплавы, расплавы, кобальт, железо, коэффициент теплового расширения, молярный объем

DOI: 10.31857/S0235010621040083

Ю. Г. Михалев, Н. Ю. Жаринова. 

АННОТАЦИЯ

    При поляризации жидких металлических электродов в разбавленных расплавах возникают диссипативные структуры, обусловленные естественной и межфазной (эффект Марангони) конвекциями. Вид структур определяет форму поляризационной зависимости.

     При катодной поляризации жидких электродов из свинца, висмута, кадмия, алюминия в хлоридных расплавах в диапазоне от потенциала без тока до потенциала нулевого заряда у межфазной границы доминируют структуры в виде вихрей – циркуляционных ячеек, обусловленные микроэффектом Марангони. При этом стационарные поляризационные зависимости, полученные в потенциостатических условиях имеют характерный максимум плотности тока, а зависимости перенапряжения η и плотности тока i от времени при ступенчатом задании тока в гальваностатических условиях или потенциала в потенциостатических условиях (кривые включения) имеют характерные экстремумы тока или перенапряжения, убывающие по величине вплоть до установления стационарного состояния, т.е. система от момента замыкания цепи эволюционирует по закону затухающих колебаний, с периодом, зависящим от времени. Значения η и i в первом экстремуме всегда имеют наибольшую амплитуду. В момент времени t_экстр достижения первого экстремума плотности тока i_экстр или перенапряжения h_экстр у межфазной границы становятся видны циркуляционные ячейки. До t_экстр никаких движений на межфазной границе визуально не наблюдается.

Промежуток времени от момента замыкания цепи до t_экстр (0.1–1 с) представляет собой переходный период при формировании циркуляционных ячеек, в течение которого должны быть одновременно выполнены два условия:

а) фронт диффузии отодвинулся бы на достаточное расстояние от электрода, и образовался диффузионный слой с нормальным к межфазной границе градиентом концентрации;

б) разность между концентрациями у поверхности электрода и в объеме электролита достигла бы некоторой критической величины.

       В работе в виде критериального уравнения получена зависимость между t_экстр , свойствами систем и геометрическими размерами электродов. t_экстр, рассчитанные по уравнению, удовлетворительно совпадают с экспериментальными значениями.

       Показано, что работа образования циркуляционных ячеек определяется свойствами солевой и металлической фаз, зависит от плотности тока или потенциала и изменяется в широком диапазоне (≈ 0.3 – 68 Дж/м²).

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

расплавленные соли, жидкие металлические электроды, диссипативные структуры, циркуляционные ячейки, ламинарный слой электролита, поляризационные зависимости, плотность тока, перенапряжение, кривые включения, межфазное натяжение.

DOI: 10.31857/S0235010621040058

М. И. Пантюхина, О. И. Гырдасова, О. А. Неволина. 

АННОТАЦИЯ

   С использованием методов мягкой химии из формиатов натрия и лития NaHCOO·2H₂O, LiHCOO·H₂O и формиата ванадила VO(HCOO)₂·H₂O с последующим отжигом при 600°С по керамической технологии были получены литий-замещенные натрий-ванадиевые бронзы (ОВБ) состава Na_2-хLi_хV₁₂O₃₀ (0.6 ≤ x ≤ 1.4). Проведено электрохимическое циклирование ячеек с катодом и анодом из них, а также с расплавленным литиевым анодом и электролитом на основе гексаоксоцирконата лития. Показано, что бронзы состава Na_2‑хLi_хV₁₂O₃₀ обратимо интеркалируются по катионам лития при повышенных температурах 460–560°С. С помощью сканирующей электронной спектроскопии (СЭМ) на микроскопе JEOL JSM 6390 LA показано, что кристаллы ОВБ Na_2-хLi_хV₁₂O₃₀ после циклирования распадаются на более тонкие пластинчатые агрегаты. По результатам энергодисперсионного рентгеновского анализа (ЭДРА) установлено неравномерное распределение натрия в кристаллитах фазы ОВБ Na_2-хLi_хV₁₂O₃₀ после циклирования при сохранении фазового состава образца. Использование двойных литий-натриевых ванадиевых бронз совместно с литийпроводящими твердыми электролитами перспективно и требует дальнейших исследований.

    КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

литиевые химические источники тока, оксидные ванадиевые бронзы, расплав металлического лития.

DOI: 10.31857/S023501062104006X

Л. В. Торопова, Д. В. Александров, П. К. Галенко. 

АННОТАЦИЯ

     Проведено теоретическое исследование квазистационарного процесса устойчивого роста анизотропного дендрита в условиях конвективного тепло- и массопереноса в расплаве. На основе теории морфологической устойчивости и теории микроскопической разрешимости выведено отборное соотношение для скорости роста вершины дендрита и её диаметра в случае конвективного тепломассопереноса, определяющего устойчивый рост дендритного кристалла с симметрией n-ого порядка. Выполнен сравнительный анализ полученного отборного соотношения с теоретической моделью при кондуктивных граничных условиях и экспериментальными данными по кинетике роста дендритов в сплаве Ti₄₅Al₅₅.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

дендриты, тепломассоперенос, критерий отбора, фазовые переходы, конвекция

DOI: 10.31857/S0235010621040095

Д. А. Роженцев, О. А. Тропин, Д. С. Ренев, Н. К. Ткачев, В. И. Жучков, О. В. Заякин. 

АННОТАЦИЯ

       Исследовано влияние состава и времени анодного растворения на микроструктуру и морфологию ультрапористого железа путем электрохимического деаллоинга (селективного анодного растворения) сплавов железо–марганец в расплавленной эквимольной смеси NaCl–KCl. Установлена возможность электрохимического получения ультрапористого железа в режиме перколяции при температуре 700°C. Найдена область потенциалов селективного удаления марганца в указанной эквимольной смеси. Для образования характерной взаимно-непрерывной перколяционной структуры пор и лигаментов время выдержки при потенциале 0.1 В составляет один час. При деаллоинге ферромарганца с содержанием Mn 33 мас. % вытравливание марганца происходило практически до конца, и ультрапористое железо получалось более однородным по размеру пор и лигаментов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

анодное селективное растворение, деаллоинг, ферросплав, хлоридный расплав

DOI: 10.31857/S0235010621040071

С. И. Жук, Т. А. Гевел, Ю. П. Зайков. 

АННОТАЦИЯ

       В работе методом циклической хроновольтамперометрии изучено влияние материала подложки на кинетику и механизм электроосаждения кремния из (мол. %) 66.51KF-33.26KCl-0.23K₂SiF₆ при температуре 750°С. Показано, что на стеклоуглеродном, серебряном и кремниевом электроде электроосаждение кремния протекает в области потенциалов от -0.05 до -0.20 В относительно потенциала кремниевого квазиэлектрода сравнения с формированием пика катодного тока. На основании анализа зависимостей i_p(ν^1/2) и E_p(lnν) установлено, что исследуемый процесс на вышеперечисленных электродах протекает в одну стадию в условиях необратимой электрохимической реакции. На никелевом электроде электроосаждение кремния протекает при потенциале отрицательнее 0.20 В относительно потенциала кремниевого квазиэлектрода сравнения с деполяризацией, связанной с формированием соединения Ni₂Si.

     По уравнению Мацуды-Аябэ для электрохимически необратимого процесса оценен коэффициент диффузии электроактивных ионов, который составил от 2.8 до 5.8·10^-5 см²/с в зависимости от материала катодной подложки.

    На основании электрохимических измерений определены параметры электроосаждения кремния на разных катодных подложках.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

кремний, KCl-KF-K₂SiF₆, электроосаждение, хроновольтамперометрия, сплавообразование

DOI: 10.31857/S0235010621040101

А. Б. Иванов, В. А. Волкович, А. В. Щетинский, А. С. Мухамадеев, А. А. Рыжов, А. И. Петров. 

АННОТАЦИЯ

Методом изотермического насыщения определена растворимость оксидов редкоземельных элементов (иттрия, лантана, церия, празеодима, неодима и самария) в расплавленных смесях на основе хлоридов и фторидов кальция и бария состава CaCl₂–CaF₂ (20 или 75 мол. % CaF₂), BaCl₂–BaF₂ (15 или 73 мол. % BaF₂), CaF₂–BaF₂ (50 мол. % BaF₂) при температурах до 1400^оС.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, самарий, оксид, растворимость, хлоридно-фторидные расплавы.

DOI: 10.31857/S0235010621040046