ст. преподаватель кафедры «Металлургия»
senior lecturer of the Department of Metallurgy
ст. преподаватель кафедры «Электроэнергетика» Технического колледжа
senior lecturer of the Department of Electric Power Engineering of the Technical College
научный сотрудник
researcher
канд. техн. наук, зав. лабораторией Энергетики и энергосбережения Института водных проблем, гидроэнергетики и экологии
Cand Sci. (Tech.), Headof the laboratory of Energy and energy saving of the Institute of water problems, hydropower and ecology
д-р хим. наук, проф. каф. «Общая и неорганическая химия»
Dr. Sci. (Chem.), prof., Department "General and inorganic chemistry"
Providing a reasonable forecast of the required properties of intermetallic compounds (hereinafter also referred as intermetallides or IM) is an important scientific and commercial problem, which may be solved by focusing scientific researches and permanent generation of knowledge in this field. To date, researches in chemistry and physics of IM have been developing empirically for a simple reason, due to the complexity of describing the relationship between the crystal structure and chemical bonds, and, therefore, between all the properties of IM. IM is mainly characterized by metal type of chemical bond, as well as specific metallic properties. At the same time, among IM, there are also salt-like compounds with ionic bond, i.e. valency compounds formed from elements of different chemical nature, being stoichiometric compounds. The examples of such compounds are compounds with intermediate bond type, i.e. ionmetal and covalently-metal, as well as covalent bond types (e.g., NaAu). In the series of compounds of Mg with elements of the IV subgroup, along with decreasing the difference in the electrochemical characteristics of the components, the change in the IM properties is observed, from those peculiar to ionic compounds (for example, Mg2Si, Mg2Ge) to the properties typical of metals (Mg2Pb), etc. Due to the fact that lanthanides form the largest group of elements of the periodic system occurring in nature, and Mg is a relatively active chemical element in terms of IM formation (for example, it forms three IM with cadmium - Mg3Cd, MgCd and MgCd3), its oxides in slag provide decreasing average silicon content and increasing the stability of the silicon content in iron, being an important process indicator in the course of physicochemical reactions occurring in a blast furnace (for example, in the process of iron production). The presence of Si impurity (along with O, Au, Ti, V, Zr) produces the greatest effect on efficiency of solar cells, etc. [1–3]. Based on the foregoing, it is very important to study the state function, i.e. enthalpy of magnesium-lanthanide systems, rich in magnesium, and, based on the results of computer simulation, taking into account molecular dynamics method and other similar studies [4–8], to model regularities of changes in melting enthalpy of IM of the mentioned systems. The issue of modeling the pattern of change in melting enthalpy of IM of magnesium-lanthanide (Mg-Ln) magnesium-rich systems is considered based on systematic analyzing melting enthalpy of IM of Mg-Ln magnesium-rich system, including Mg2Ln, Mg3Ln and equimolar compound MgLn, implemented using semi-empirical method developed by N.S. Poluektov.
Обеспечение обоснованного прогноза необходимых свойств интерметаллидов (ИМ), являющегося важным направлением науки и определенных отраслей промышленности, достигается научно-исследовательскими работами и постоянной генерацией знаний в этом направлении. Проводимые до сегодняшнего дня исследования по химии и физике ИМ развиваются эмпирически по простой причине – в связи со сложностью описания взаимосвязи между кристаллическим строением и химическими связями, а следовательно, и между всеми свойствами ИМ. Для ИМ в основном характерны металлический тип химической связи, а также специфические металлические свойства. В то же время среди ИМ имеются также солеобразные соединения с ионной связью, т.е. валентные соединения, образующиеся из элементов различной химической природы, представляющие собой стехиометрические соединения. Примером таких соединений являются соединения с промежуточным характером связи, т.е. ионно-металлической и ковалентнометаллической, а также с ковалентной (например, NaAu). В ряду соединений Mg с элементами IV подгруппы вместе с уменьшением различия в электрохимических характеристиках компонентов наблюдается и изменение свойств ИМ – от характерных для ионных соединений (например, Mg2Si, Mg2Ge) до свойств, типичных для металлов (Mg2Pb), и т.д. В связи с тем что лантаноиды образуют самую большую группу элементов периодической системы, находящихся в природе, а элемент Mg является относительно активным химическим элементом по образованию ИМ (например, с кадмием образует три ИМ – Mg3Cd, MgCd и MgCd3), – его оксиды в шлаке обеспечивают снижение среднего значения и повышение устойчивости содержания кремния в чугуне, – а это важный технологический показатель в ходе физико-химических реакций, происходящих в горне доменной печи (например, при выплавке чугуна). Наличие его примеси (наряду с O, Au, Ti, V, Zr) оказывает наибольшее влияние на эффективность солнечных элементов и т.д. [1–3]. Исходя из изложенного весьма важным является исследование функции состояния, т.е. энтальпии систем магний–лантаноиды, богатых магнием, и на основе полученных путем компьютерного моделирования результатов, с учетом метода молекулярной динамики и других подобных исследований [4–8], моделирование закономерности изменения энтальпии плавления ИМ упомянутых систем. Рассматривается вопрос моделирования закономерности изменения энтальпии плавления ИМ систем магний–лантаноиды (Mg–Ln), богатых магнием, путем системного анализа энтальпии плавления ИМ систем Mg–Ln, богатых магнием составов Mg2Ln, Mg3Ln и эквимолярного состава MgLn, проведенного с помощью полуэмпирического метода, разработанного Н.С.Полуэктовым.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.