Динамика изменения кластерной структуры расплавов, образующих непрерывный ряд твердых растворов в процессе равновесной и неравновесной кристаллизации

В. Д. Александров, С. А. Фролова, А. П. Зозуля

АННОТАЦИЯ

Разработана схема кластерного строения расплава, образующего непрерывный ряд твердых растворов, в перегретом и переохлажденном состояниях относительно температур ликвидуса. Проанализирована динамика изменения структуры кластеризованной жидкости по мере охлаждения и дальнейшей равновесной и неравновесной кристаллизации. Обозначены области сосуществования жидкого раствора с кластерами, зародышами и твердой фазой. Определены границы кластеризации и пути их трансформации в зародыши и кристаллы твердых растворов. Рассмотрены термограммы охлаждения, характеризующие различные виды кристаллизации сплавов. На их основе дан анализ путей кристаллизации по диаграмме состояния.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

расплавы, бинарная система, сплавы, твердые растворы, диаграмма состояния, растворимость, энтропия, кластеры, кластеризация, зародыши, равновесная и неравновесная кристаллизация, термограммы.

DOI: 10.1134/S0235010619030034

К теории нестационарного роста сферических кристаллов из переохлажденных расплавов и пересыщенных растворов

Д. В. Александров, И. В. Александрова, А. А. Иванов, А. П. Малыгин, И. О. Стародумов, Л. В. Торопова

АННОТАЦИЯ

В работе излагается теория нестационарного роста сферических кристаллов в переохлажденных расплавах и пересыщенных растворах. С помощью методов дифференциальных рядов, разложения неизвестных функций по малому параметру и применения интегрального преобразования Лапласа–Карсона определены первые две поправки к фундаментальному вкладу в закон для скорости роста кристаллов. Показано, что найденные поправки существенно изменяют скорости роста сферических кристаллов в метастабильных жидкостях.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

фазовые переходы, рост кристаллов, метастабильная жидкость.

DOI: 10.1134/S0235010619030022

Время релаксации к стационарному росту вторичных ветвей дендрита

Е. А. Титова, Д. В. Александров, П. К. Галенко

АННОТАЦИЯ

В работе теоретически определено выражение для времени выхода на стационарный режим роста вторичных ветвей дендритных кристаллов. Построены зависимости времени выхода на стационар от ростового числа Пекле и скорости роста вершины для дендритов никеля и сукцинонитрила. Показано, что при высокоскоростной кристаллизации вторичные ветви дендритов выходят на стационарный режим роста быстрее, чем в случае низкоскоростной кристаллизации. Рост вторичных ветвей дендритов можно практически всегда считать стационарным в случаях низкоскоростной, умеренной и высокоскоростной кристаллизации.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

фазовые превращения, дендриты, переохлажденный расплав.

DOI: 10.1134/S0235010619020051

Энергия связей в расплавленных системах M–Al–Zr–O–F (M = Li, Na, K)

А. С. Воробьев, А. В. Суздальцев, А. Е. Галашев

АННОТАЦИЯ

Методом первопринципной молекулярной динамики, реализованном с помощью программы Siesta, рассчитана энергия связи в комплексных анионах, образованных из компонентов: Al–F, Zr–F, Al–O–F и Zr–O–F, формирование которых связано с растворением оксидов ZrO2 и Al2O3 во фторидных расплавах MF–AlF3 (где M = Li, Na, K). Определено влияние элементного состава анионов и катиона из второй координационной сферы на энергию связи комплексных анионов. Показано, что среди кислородсодержащих анионов наибольшей стабильностью обладают анионы Al O F2 и Zr O F2. При идентичных условиях, самой низкой энергией, определяющей связи, обладают анионы, образуемые цирконием. Замена катиона во второй координационной сфере в ряду от K к Li приводят к снижению энергии связей в анионах M2Al2O2F6 и M2Zr2O2F6.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

оксидно-фторидный расплав, анионы, цирконий, алюминий, молекулярно-динамическое моделирование, энергия связи, стабильность.

DOI: 10.1134/S0235010619020063

Термодинамика хлоридов редкоземельных металлов в расплавах на основе эвтектической смеси хлоридов лития, калия и цезия

Е. А. Харина, Р. Ю. Кайченкова, А. С. Дедюхин,

А. В. Щетинский, Л. Ф. Ямщиков, В. А. Волкович

АННОТАЦИЯ

В данной работе на основе экспериментальных данных по определению равновесных потенциалов ряда редкоземельных металлов, а именно лантана, неодима, празеодима, гадолиния, гольмия и эрбия, в эвтектической смеси хлоридов лития, калия и цезия были получены температурные зависимости условных стандартных потенциалов этих металлов и рассчитаны термодинамические характеристики образования их хлоридов в расплаве.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

редкоземельные металлы, расплавы, хлориды, условный стандартный потенциал, метод э.д.с.

DOI: 10.1134/S0235010619010079

Аномалии термодинамических параметров гетерогенной системы Li2CO3–Na2CO3–K2CO3–нанопорошок MgO

И. Д. Закирьянова, И. В. Корзун

АННОТАЦИЯ

Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) получены сведения о термодинамических параметрах гетерогенной системы Li2CO3–Na2CO3–K2CO3–нанопорошок MgO. Установлено аномальное уменьшение температуры и приведенной энтальпии плавления солевой фазы при увеличении содержания в композите оксида магния.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

гетерогенные системы, нанопорошок MgO, карбонаты щелочных металлов, композит.

DOI: 10.7868/S0235010619010249

О разделении урана и циркония: электрохимические свойства циркония в расплаве 3LiCl–2KCl

Д. С. Мальцев, В. А. Волкович, Е. В. Рагузина, К. Е. Стрепетов, А. А. Козлова, М. Н. Солдатова

АННОТАЦИЯ

Исследовано поведение циркония в эвтектическом расплаве хлоридов лития и калия на твердом (вольфрам) и жидких (галлий, индий, цинк) катодах в температурном интервале 550–750°С.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

уран, цирконий, разделение, циклическая вольтамперометрия, хлоридные расплавы, потенциал выделения.

DOI: 10.7868/S0235010619010109

Электрохимические свойства вольфрама в расплавах хлоридов щелочных металлов

А. А. Рыжов, А. Б. Иванов, В. А. Волкович

АННОТАЦИЯ

Методами высокотемпературной электрохимии и спектроскопии исследовано анодное растворение металлического вольфрама в расплавах эвтектических смесей 3LiCl–2KCl (723–1023 K) и NaCl–2CsCl (823–1023 K). Показано, что в расплав переходят ионы W(IV). Определены условные стандартные электродные потенциалы вольфрама.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

вольфрам, хлоридный расплав, электродный потенциал.

DOI: 10.7868/S0235010619010171

Активность лантана в цинксодержащих сплавах: исследование систем La–Zn, La–U–Zn и La–U–Ga–Zn

В. А. Волкович, Д. С. Мальцев, Е. В. Рагузина, А. С. Дедюхин, А. В. Щетинский, Л. Ф. Ямщиков

АННОТАЦИЯ

На примере цинксодержащих сплавов исследовано влияние компонентов сплава на термодинамические свойства f-элементов. Определена активность лантана в системах La–Zn, La–U–Zn и La–U–Ga–Zn, а также активность урана в системе U⎯Zn в интервале 573–1073 K. Проанализировано влияние второго легкоплавкого металла (галлия) и второго f-элемента (урана) на активность лантана в цинксодержащих системах.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

лантан, уран, цинк, галлий, сплав, активность, термодинамика.

DOI: 10.7868/S0235010619010225

Исследование строения и свойств сплавов системы Fe–Ni–Co–(Cu, Cr) с использованием комплекса экспериментальных методов

С. И. Синёва, Р. В. Старых, О. С. Новожилова, А. А. Васильева, Д. К. Гольдвирт

АННОТАЦИЯ

Настоящая работа посвящена исследованию строения и свойств сплавов многокомпонентных металлических систем Fe–Ni–Co–Cr–Cux и Fe–Ni–Co–Cu–Crx (где x – содержание компонента, ат. %), являющихся основой широкого класса высокоэнтропийных сплавов. В рамках работы проведены исследования синтезированных образцов с применением методов инструментального анализа (ДТА, РЭМ-РСМА, РФА), определены концентрационные и температурные границы ГЦК-твердого раствора.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

высокоэнтропийные сплавы, фазовые равновесия, Fe–Ni–Co–(Cu, Cr), термический анализ.

DOI: 10.7868/S0235010619010195