Моделирование закономерности изменения энтальпии плавления интерметаллидов систем магний-лантаноиды, богатых магнием


https://doi.org/10.17073/2500-0632-2019-2-111-121

Полный текст:


Аннотация

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.


Об авторах

И. Р. Исмоилов
Таджикский технический университет имени академика М. С. Осими
Таджикистан
ст. преподаватель кафедры «Металлургия»


Э. С. Додхоев
Таджикский технический университет имени академика М. С. Осими
Таджикистан
ст. преподаватель кафедры «Электроэнергетика» Технического колледжа


Р. А. Исмоилов
Государственного научного учреждения «Центр исследования инновационных технологий» при Академии наук Республики Таджикистан
Таджикистан
научный сотрудник


Ш. З. Нажмудинов
Академия наук Республики Таджикистан
Таджикистан
канд. техн. наук, зав. лабораторией Энергетики и энергосбережения Института водных проблем, гидроэнергетики и экологии


А. Б. Бадалов
Таджикский технический университет имени академика М. С. Осими
Таджикистан
д-р хим. наук, проф. каф. «Общая и неорганическая химия»


Список литературы

1. Гончаров Б. Ф., Соломахин И. С. Производства чугуна. М.: Металлургия, 1965. 368 с.

2. Васильев В. Е. Доменная плавка на устойчивых шлаках. Киев: Государственное издательство техн. литературы, 1956. 260 с.

3. Пархоменко Ю. Н. Физика и технология приборов фотоники: солнечная энергетика и нанотехнологии: учеб. пособие / Ю. Н. Пархоменко, А. А. Полисан. М.: Изд. Дом МИСиС, 2013. 142 с.

4. Anastasiou N., Fiuchaur D. Programs for the dynamic simulations of liquids and solids. II MDIONS: Rigid ions using the Evalid sum // Comp. Phys. Commun, 1982, no. 25, pp. 158–176.

5. Woodcock L. V., Angell K. A., Cheeseman P. Molecular dynamics studies of the vitreons state: Simple ionics systems and silica // The Gournal of Chemical Physics, 1976, no. 65, pp. 1565–1577.

6. Belashchenko D. K., Ostrovski O. I., Skvortsov L. V. Molecular dynamics simulation of binary CaO–FeO, MgO–SiO2, FeO–SiO2, CaO–SiO2 and ternary CaO–FeO–SiO2 systems // Termochimica Acta, 2001, Vol. 372, pp. 153–163.

7. Zhang L., Jahanshahi S. Review and modeling of viscosity of silicate melts. Part I. Viscosity of binary and ternary silicates containing CaO, MgO and MnO // Meter. Trans. B. 1998, vol. 29, no. 1, pp. 177–186.

8. Gutierres J., Romero-Serrano A., Plascencia G., Chaves F., Vargas R. Thermodynamical model of ternary silicate systems // ISIJ Int. 2000, vol. 40, no. 7, pp. 664–669.

9. Корнилов И. И., Матвеева Н. М., Пряхина Л. И., Полякова Р. С. Металлохимические свойства элементов периодической системы. М.: Наука, 1966. 272 с.

10. Скаков Ю. А. Интерметаллиды // Химическая энциклопедия: в 5 т / И. Л. Кнунянц (гл. ред.). М.: Советская энциклопедия. 1990. Т. 2: Даффа–Меди. 671 с.

11. Интерметаллиды // Казахстан. Национальная энциклопедия. Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. Т. ΙΙ.

12. Крипякевич П. И. Структурные типы интерметаллических соединений. М., 1977.

13. О механизме образования интерметаллидов и их превращения в процессе приготовления и использования лигатур Al–Ti–B и Al–Ti / Ф. К. Тепляков, А. П. Оскольских, Н. А. Калужский [и др.] // Цветные металлы, 1991. № 9. С. 54.

14. Исследование структуры металла и оценка свойств опытных образцов из сплава системы Al–РЗМ, полученных совмещенными методами литья и обработки давлением / С. Б. Сидельников, Н. Н. Довженко, Д. С. Ворошилов [и др.] // Вестник Магнитогр. гос. техн. ун-та имени Г.И. Носова. Магнитогорск, 2012. № 1. С. 51-55.

15. Белопухов С. Л., Старых С. Э. Физическая и коллоидная химия. Основные термины и определения: учеб.пособие. М.: Проспект, 2018. 256 с.

16. Ключаров Я. В., Чен-Ди-Цзянь. О фазовом равновесии в системе MgO–Cr2O3–Fe2O3.

17. Strott A. J. Prod. Engng, 1960. No. 43

18. Ryschkewitsch E. Oxide ceramics: Phisical chemistry and Technology. New-Jork–London, 1960.

19. Atlas L., Journal. Geol., 1952, vol. 60, no. 2, p. 127.

20. Boyd F. R., J. L. England, Carnegie Inst. Washington, year book 59, 47, 1959–1960.

21. Boyd F. R., J. L. England, Carnegie Inst. Washington, year book 60, 115, 1960–1961.

22. Davis B. T. C., J. L. England, Carnegie Inst. Washington, year book62, 119, 1962–1963.

23. Morimoto N., Carnegie Inst. Washington, year book 58, 197, 1958–1959.

24. Ringwood A.E., Journal. Geophysics Rea., 67, № 10, 4005, 1962.

25. Ringwood A.E., M. Seabrook, Nature, 196, № 4857, 883, 1962.

26. Физико-химические свойства элементов. Справочник / Под ред. Г.В. Самсонова. Киев, 1965. 806 с.

27. Воздвиженский В. М. Прогноз двойных диаграмм состояния. М.: Металлургия, 1975. 224 с.

28. Бурылѐв Б. П. Термодинамика металлических растворов внедрения. Ростов-на-Дону: Ростовский университет, 1984. 160 с.

29. Воздвиженский В. М. Общие закономерности в строении диаграмм состояния металлических систем. М.: Наука, 1973. 144 с.

30. Буданова Г. М., Володарская Р. С., Канаев Н. А. Анализ алюминиевых и магниевых сплавов. М.: Металлургия, 1966. 360 с.

31. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996, 1997, 2001, т.1–3, 992 с., 1024 с., 1320 с.

32. Полуэктов Н. С., Мешкова С. Б., Коровин Ю. В., Оксиненко И. И. Корреляционный анализ в физикохимии соединений трѐхвалентных ионов лантаноидов. ДАН СССР, 1982. Т. 266. № 5. С. 1157-1159.

33. Мешкова С. Б., Полуэктов Н. С., Топилова З. М., Данилкович М. М. Гадолиниевый излом в ряду трѐхвалентных лантаноидов. Коорд. химия, 1986. Т. 12. Вып. 4. С. 481-484.

34. Badalov A. B., Gafurov B. A., Mirsaidov I. U., Hakerov I. Thermal stability and thermodynamic properties of this tetrahydrofuranates lanthanide boro-hydrides. Inter. J. of Hydrogen energy, 2011, vol. 36, iss. I, pр. 1217-1219.

35. Исмоилов И. Р., Умедов Ш. Т., Акрамов М. Ю., Бадалов А. Термохимические свойства интерметаллидов состава Mg2Ln (Ln-лантаноиды). Материалы респ. науч.-практ. конф., посвященной 10-летию Горнометаллургического института Таджикистана. Чкаловск, 25.02.2016. С. 36-37.

36. Исмоилов И. Р., Додхоев Э. С., Обидов З. Р., Бадалов А. Закономерности изменения температуры и энтальпии плавления интерметаллидов составов MgLn и Mg2Ln (Ln-лантаноиды). – Сб. матер. респ. науч.-практ. конф. «Проблемы материаловедения в Республике Таджикистан». ИХ АН РТ, 2016. С. 149-152.

37. Баянов А. П., Славкина В. И. К термодинамике жидких сплавов редкоземельных металлов с сильным химическим взаимодействием компонентов. Материалы конф., посвященной столетию Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. Новокузнецк, 1969. C. 25-39.

38. Баянов А. П. Расчет энтальпии образования соединений редкоземельных элементов на основе кристаллохимических характеристик. Известия АН СССР, Неорган. матер. 1973. Том 9. № 6. С. 959-963.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Исмоилов И.Р., Додхоев Э.С., Исмоилов Р.А., Нажмудинов Ш.З., Бадалов А.Б. Моделирование закономерности изменения энтальпии плавления интерметаллидов систем магний-лантаноиды, богатых магнием. Горные науки и технологии. 2019;4(2):111-121. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2019-2-111-121

For citation: Ismoilov I.R., Dodkhoev E.S., Ismoilov R.A., Nazhmudinov S.Z., Badalov A.B. The Study of Regularities of Changing Melting Enthalpy of Intermetallides of Magnesium–Lantanoids Systems Rich in Magnesium. Mining science and technology. 2019;4(2):111-121. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/2500-0632-2019-2-111-121

Просмотров: 29

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0632 (Online)