Распределение состава по глубине межфазной границы двойных сплавов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе термодинамического подхода для двойных сплавов замещения в одномерном случае рассчитаны параметры диффузной межфазной границы и распределения состава внутри нее. Показано, что в модели квазирегулярного раствора оценка равновесных пределов растворимости совпадает с результатами построения Гиббса и подхода Кана–Хилларда. Установлено, что ширина межфазной границы слабо зависит от выбора используемых приближений. Сильная зависимость от них характерна для равновесных пределов растворимости. Также продемонстрировано, что отход от модели квазирегулярного раствора приводит к нарушению правила равных площадей Максвелла. Показано, что параметры, характеризующие форму кривой распределения состава внутри межфазной границы, имеют качественно различное поведение для модели квазирегулярного раствора и при расчете в общем случае.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Л. Гапонцев

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vlgap@mail.ru
Россия, Екатеринбург, 620143

А. В. Гапонцев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: vlgap@mail.ru
Россия, Екатеринбург, 620108

В. В. Гапонцев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: vlgap@mail.ru
Россия, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Гиббс Дж. В. Термодинамические работы / Пер. с англ. М., Л.: Гостехиздат, 1950. 492 с.
  2. Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах. М.: Мир, 1978. 806 с.
  3. Лоренц Г.А. Лекции по термодинамике. Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”, 2001. 176 с.
  4. Kaufman L., Nesor H. Coupled phase diagrams and thermochemical data for transition metal binary systems. Ch. I // CALPHAD. 1978. V. 2. № 1. P. 55–80.
  5. Kaufman L., Nesor H. Coupled phase diagrams and thermochemical data for transition metal binary systems. Ch. II // CALPHAD. 1978. V. 2. № 1. P. 81–108.
  6. Kaufman L., Nesor H. Coupled phase diagrams and thermochemical data for transition metal binary systems. Ch. III // CALPHAD. 1978. V. 1, 2. № 2. P. 117–146.
  7. Kaufman L., Nesor H. Coupled phase diagrams and thermochemical data for transition metal binary systems. Ch. IV // CALPHAD. 1978. V. 2. № 4. P. 295–318.
  8. Cahn J.W., Hillard J.E. Free Energy of a Nonuniform System. I. Interfacial Free Energy // J. Chem. Phys. 1958. V. 28. № 2. P. 1121–1124.
  9. Cahn J.W. Free Energy of a Nonuniform System. II. Thermodynamic Basis // J. Chem. Phys. 1959. V. 30. № 5. P. 258–267.
  10. Cahn J.W., Hillard J.E. Free Energy of a Nonuniform System. III. Nucleation in a Two-Component Incompressible Fluid // J. Chem. Phys. 1959. V. 31. № 3. P. 688–699.
  11. Hart E.W. Thermodynamics of Inhomogeneous Systems // Phys. Rev. 1959. V. 113. № 2. P. 412–416.
  12. Разумов И.К. Спинодальный распад сплава с сильной концентрационной зависимостью коэффициента взаимной диффузии // ФТТ. 2022. T. 64. Вып. 1. C. 19–24.
  13. Гапонцев В.Л., Селезнев В.Д., Гапонцев А.В. Распад равновесной межфазной границы в сплавах замещения при механосплавлении // ФММ. 2017. Т. 118. № 7. С. 665–678.
  14. Czubayko U., Wanderka N., Naundorf V., Ivchenko V.A., Yermakov A. Ye., Uimin M.A., Wollenberg H. Characterization of nanoscaled heterogeneities in mechanically alloyed and compacted Cu–Fe // Mater. Sci. Forum. 2000. V. 343–346. P. 709–714.
  15. Ivchenko V.A., Uimin M.A., Yermakov A. Ye., Korobeinikov A. Yu. Atomic Structure and Magnetic Properties of Cu80Co20 Nanocrystalline Compounds Produced by Mechanical Alloying // Surf. Sci. 1999. V. 40. № 3. P. 420–428.
  16. Costa B.F.O., Le Caër G., Luyssaert B. Mőssbauer studies of phase separation in nanocrystalline Fe 0.55−x Cr 0.45 Sn x alloys prepared by mechanical alloying // J. Alloys Compounds. 2003. V. 350. № 1. P. 36–46.
  17. Гапонцев В.Л., Гапонцев А.В., Кондратьев В.В. Определение положения бинодали бинарного сплава на основе гипотезы слабой нелокальности // ФММ. 2019. Т. 120. № 12. С. 1264–1270.
  18. Гапонцев В.Л., Гапонцев А.В., Гапонцев В.В., Кондратьев В.В. Определение параметров межфазной границы в гетерогенных бинарных сплавах на основе гипотезы слабой нелокальности // ФММ. 2021. Т. 122. № 1. С. 31–37.
  19. Хачатурян А.Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов. М.: Наука, 1974. 384 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Вверху график потенциальной функции для равновесного распределения состава внизу распределение состава (μL = μе), U(c1) = U(c2) по нормали к межфазной границе c(x).

Скачать (83KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение состава по нормали к межфазной границе.

Скачать (46KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость разности Δμ = μe − равновесных значений химических потенциалов, рассчитанных для общего случая (7) и в модели квазирегулярного раствора (9), от отношения EB /EA при постоянном ЕА=54 124 Дж/моль.

Скачать (69KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость равновесного предела растворимости компонента A от отношения EB /EA. Кривая a – расчет в модели квазирегулярного раствора (9), кривая b – расчет по уравнению (7).

Скачать (68KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость ширины межфазной границы H от отношения EB /EA. Кривая a – расчет в модели квазирегулярного раствора (9), кривая b – расчет по уравнению (7).

Скачать (72KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость положения точки перегиба профиля CA(x) от отношения EB /EA. Кривая a –расчет в модели квазирегулярного раствора (9), кривая b – расчет по уравнению (7).

Скачать (68KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость степени деформации межфазной границы As от отношения EB / EA. Кривая a – расчет в модели квазирегулярного раствора (9), кривая b – расчет по уравнению (7).

Скачать (71KB)
Метаданные