ТЕРМОДИНАМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ І ФАЗОВІ РІВНОВАГИ В СПЛАВАХ СИСТЕМИ Bi–La
DOI:
https://doi.org/10.18524/2304-0947.2024.2(88).322136Ключові слова:
метод калориметрії, ентальпії змішування, бісмут, лантан, розплави, інтерметаліди, лантаноїдиАнотація
Методом ізопериболічної калориметрії вперше визначено парціальні та інтегральні ентальпії змішування розплавів системи Bi–La при температурі 1220±1 К у в широкому інтервалі складів. Встановлено, що мінімальне значення ентальпії змішування розплавів цієї системи −118±14 кДж/моль при складі з xBi = 0,4; ∆H̅ = −401±73; ∆H̅ = −212±49 кДж/моль. Встановлено, що майже всі відомі ∆H̅ , узгоджуються як з нашими, так і між собою, не дивлячись на те, що вони були визначені не прямим методом ЕРС.
Для підтвердження достовірності отриманих даних та пошуку загальних закономірностей термодинамічних характеристик сплавоутворення системи Bi–La, її розглянуто як член ряду систем Bi–Ln(Ln-лантаноїд). Для цього проаналізовані ентальпії утворення і Тпл. інтерметалідів LnBi, а також мінімальні значення ентальпій змішування розплавів (ΔHmin ), різниць мольних об’ємів і електронегативностей компонентів систем Bi–Ln і побудовані їх залежності від порядкового номера лантаноїду.
Показано, що всі залежності, крім різниць електронегативностей компонентів, симбатні між собою. Це свідчить про те, що термодинамічні властивості всіх фаз систем Bi–Ln обумовлені розмірним фактором.
Посилання
Kober V. I., Lebedev V. A., Nychkov I. F., Raspopin S. P. Investigation of the state of lanthanum-bismuth solutions by the electromotive force method. J. Phys. Chem., 1968, vol. 42, no 3, pp. 686–689. [in Russian].
Kurata M., Sakamura Y., Matsui T. Thermodynamic quantities of actinides and rare earth elements in liquid bismuth and cadmium. J. Alloys Compd. 1996, vol. 234, no 1, pp. 83–92. https://doi.org/10.1016/0925-8388(95)01960-X
Kurata M., Sheng J., Yamana H., Moriyama H. Gibbs free energy of formation of liquid lanthanide-bismuth alloys. J. Nucl. Mater., 2001, vol. 299, no 3, pp. 264–266. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00696-1
Yamana H., Sheng J., Souda N. Moriyama H. Thermodynamic properties of lanthanide metals in liquid bismuth. J. Nucl. Mater., 2001, vol. 294, no 3, pp. 232–240. https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00492-5
Castrillejo Y, Bermejo R., Martínez A.M., Barrado E., Díaz Arocas P. Application of electrochemical techniques in pyrochemical processes – Electrochemical behaviour of rare earths at W, Cd, Bi and Al electrodes. J. Nucl. Mater., 2007, vol. 360, no 1, pp. 32–42. https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2006.08.011
Zhang J., Sun Q., Sheng J. Electromotive force study of lanthanum in liquid bismuth. J. Mol. Liq., 2018, vol. 266, pp. 229–232. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.06.003
Ferris L. M., Mailen J. C., Smith F. J. Estimation of activity coefficients of barium and several lanthanide elements in liquid bismuth from distribution coefficient and thermochemical data. J. Less-Common Met. 1971, vol. 25, no 1, pp. 83-88. https://doi.org/10.1016/0022-5088(71)90068-3
Shoji Y., Matsui T., Nagasaki T., Kurata M., Inoue T. Vapor pressure measurements of lanthanum-bismuth alloys by mass-spectrometric method. Int. J. Thermophys., 2000, vol. 21, no 2, pp. 585–591. https://doi.org/10.1023/A:1006620604845
Borsese A., Capelli R, Delfino S., R. Ferro R. Heat of formation of La4Bi3 and LaBi compounds. Thermochim. Acta, 1984, vol. 9, no 3, pp. 313–317. https://doi.org/10.1016/0040-6031(74)80012-2
Wallace W. E., Deenadas C., Thompson A. W., Craig R. S. Low temperature heat capacities of PrBi, PrSb, LaBi and LaSb, crystal field effects in PrBi and PrSb. J. Phys. Chem. Solids, 1971, vol. 32, no 4, pp. 805–813. https://doi.org/10.1016/0022-3697(71)90043-6
Morisson A. Petot C. Determination of the free energies of formation of well-defined compounds lanthanum bismuth (L(LaBi2) and Cerium Bismuth (CeBi2). Thermochim. Acta, 1987, vol. 115, pp. 167–173. https://doi.org/10.1016/0040-6031(87)88362-4
Tang Yi., Hu B., Wang J., Gao Q., Du Yo., Yuan X., Zivkovic D. Thermodynamic modeling of the La–B and La–Bi systems suported by first-principles calculations. J. Phase Equilib. Diffus., 2013, vol. 34, no 4, pp. 297–306. https://doi.org/10.1007/s11669-013-0231-4
Colinet C., Pasturel A., Percheron-Guegan A., Achard J.C. Enthalpies of formation of liquid and solid binary alloys of lead, antimony and bismuth with rare earth elements. J. Less Common Met., 1984, vol. 102, no 2, pp. 239–249. https://doi.org/10.1016/0022-5088(84)90320-5
De Boer F. R., Boom R., Mattens W. C. V., Miedma A. R., Niessen A. K. Cohesion in Metals: Transition metal alloys. Series: Cohesion and Structure. North-Holland, Amsterdam, 1988, pp. 758.
Shevchuk V. A., Kudin V. G., Romanova L. O., Sudavtsova V. S. Thermodynamic properties of melts of the Eu-Ge and Al-Eu-Ge systems. Vіsn. Odes. nac. unіv., Hіm., 2023, vol. 28, no 3(86), pp. 81–94. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2023.3(86).297828 [in Ukrainian].
Dinsdale A.T. SGTE data for pure elements. Calphad, 1991, vol. 15, no 4, pp. 319–427. https://doi.org/10.1016/0364-5916(91)90030-N
Colinet C. The thermodynamic properties of rare earth metallic systems. J. Alloys Compd., 1995, vol. 225, no 12, pp. 409–422. https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)07087-3
Shevchenko M. A., Ivanov M. I., Berezutsky V. V., Sudavtsova V. S. Thermodynamic properties of alloys of the double system Bi–Yb. Russ. J. Phys. Chem., 2016, vol. 90, no 4, pp. 723–734. https://doi.org/10.1134/S0036024416040270
Sudavtsova V. S., Shevchuk V. A., Romanova L. O., Ivanov M. I. Thermodynamic properties of melts of the Bi–Eu system. Adv. Mat. Sc., 2021, no 3, pp. 90–99. [in Ukrainian].
Masalsky T. B. (Ed.). Binary Alloy Phase Diagrams. 2nd edn. Metals Park, OH, ASM International, 1990.
Abdusalyamova M. N., Chuiko A. G., Shishkin E. I., Rachmatov O. I. Phase diagrams and thermodynamic properties of rare earth-bismuth systems. J. Alloys Compd., 1996, vol. 240, no 1-2, pp. 272–277. https://doi.org/10.1016/0925-8388(96)02314-6
Borzone G., Ferro R., Parodi N., Saccone A. Ytterbium bismuthides: ytterbium valency and thermodynamics. Gazz. Chim. Ital., 1995, vol. 125, pp. 263–270.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
