blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2014-12-42-49blackmet-609Research ArticleТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОДБОРКА СТАТЕЙ «НАНОСТРУКТУРНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ»TOPICAL COLLECTION OF ARTICLES «NANOSTRUCTURED MATERIAL SCIENCE»СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ПАЛЛАДИЯ. КРИСТАЛЛОГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ И КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫALLOYS ON THE BASIS OF PALLADIUM. CRYSTALLO-GEOMETRICAL AND CRYSTALLO-CHEMICAL PARAMETERSМорозовМ. М.MorozovM. M.

к.т.н., докторант

Cand. Sci. (Eng.), Candidates for a degree of Dr. Sci.

ПотекаевА. И.PotekaevA. I.

д.ф.-м.н., профессор, директор

Dr. Sci. (Phys.-math.), Professor, Director

potekaev@spti.tsu.ruКлопотовА. А.KlopotovA. A.

д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой

Dr. Sci. (Phys.-math.), Professor, Head of the Chair

МарковаТ. Н.MarkovaT. N.

аспирант

Postgraduate

КлопотовВ. Д.KlopotovV. D.

к.т.н., доцент

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor

Сибирский государственный индустриальный университет(654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42)РоссияSiberian State Industrial University (42, Kirova str., Novokuznetsk, Kemerovo Region, 654007, Russia)Russian FederationСибирский физико-технический институт Национального исследовательского Томского государственного университета (634050, Россия, Томск, пл. Новособорная, 1)РоссияSiberian physical-technical Institute of Tomsk State University (1, Novosobornaya sq., Tomsk, 634050, Russia) Russian FederationТомский государственный архитектурно-строительный университет (634003, Россия, Томск, пл. Соляная, 2) НИИ Медицинских материалов при СФТИ (634050, Россия, Томск, пл. Новособорная, 1)РоссияTomsk State University of architecture and construction (2, Solyanaya sq., Tomsk, 634003, Russia) Research Institute of Medical materials at SIPT (1, Novosobornaya sq., Tomsk, 634050, Russia) Russian FederationНациональный исследовательский Томский политехнический университет (634036, Россия, Томск, пр. Ленина, 30)РоссияNational Research Tomsk Polytechnic University (30, Lenina pr., Tomsk, 634036, Russia)Russian Federation20140104201557124249Copyright © Морозов М.М., Потекаев А.И., Клопотов А.А., Маркова Т.Н., Клопотов В.Д., 20152015Морозов М.М., Потекаев А.И., Клопотов А.А., Маркова Т.Н., Клопотов В.Д.Morozov M.M., Potekaev A.I., Klopotov A.A., Markova T.N., Klopotov V.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/609

Представлены результаты анализа фазовых равновесий упорядоченных фаз в бинарных системах на основе палладия Pd  Me (где Me  Co, Rh, Ir, Cu, Ag, Au, Ni, Pt) c целью поиска корреляций кристаллохимических и кристаллогеометрических факторов. Установлено, что  коэффициент  упаковки  в  разупорядоченных  твердых  растворах  в бинарных  системах на  основе палладия близок  к  значению 0,74 на фоне незначительного отклонения атомного объема от закона Зена. Обнаружено, что увеличение  водородопроницаемости  в бинарных  сплавах  системы Cu – Pd  коррелирует  со  значительным понижением  коэффициента  упаковки  в  упорядоченной фазе В2  в  области 40  %  Pd  (ат.). Установлено, что в бинарных системах Pd  Me при определенных сочетаниях температурного и размерного факторов образуются разные структурно-фазовые состояния. Построена диаграмма в координатах температурный фактор-размерный фактор. На этой диаграмме выделено три области, которые позволяют классифицировать структурно -фазовые состояния в зависимости от соотношения температурного и  размерного параметров  в  бинарных  системах на  основе палладия. В область I входят системы, образующие только твердые растворы; область II содержит системы, в которых из твердого раствора образуются упорядоченные фазы; область III – область соединений, в которых происходит расслаивание твердых растворов. 

The article presents the results of the analysis of phase equilibrium of  the ordered phases  in binary systems on  the basis of Pd palladium Pd – Me  (where Me – Co, Rh,  Ir, Cu, Ag, Au, Ni, Pt)  to find correlations of crystallochemical and crystallogeometrical factors. It is established that packing index in disordered solid solutions in binary systems based on palladium  is close  to  the value of 0.74 against the background of a isignifiant deviation of the atomic volumes from the law Zena.  It  is  revealed  that  the  increase  in  a hydrogen diffusion  in binary alloys of Cu – Pd system correlates with considerable decrease in a packing index in the ordered phase B2 in the field of 40  %  Pd (at). It  is established  that different  structural and phase  states are  formed in  binary  Pd – Me  systems  at  certain  combinations  of  temperature and dimensional factors. The diagram  in  the coordinates  temperature factor  – size factor  is constructed. This diagram  is divided  into  three ranges which allow to categorize structurallyphase states depending on the ratio of the temperature and size parameters in binary systems based on Pd. Range  I  includes  system  forming  solid  solutions only; Range   II contains systems  in which ordered phases are  formed  from solid solutions; Range – III is a compounds range where a solid solutions layering occurs. 

интерметаллические соединения фазовые диаграммы систем на основе палладиядиаграмма Даркена-Гурри размерный фактор коэффициент заполнения пространстваintermetallic compounds phase diagrams of palladium based systems Darken-Gurri diagram size factor space packing indexReferencesСавицкий Е.М., Полякова В.П., Тылкина М.А. Сплавы палладия. – М.: Наука, 1967. – 215 с.Savitskii E.M., Polyakova V.P., Tylkina M.A. Splavy palladiya [Alloys of palladium]. Moscow: Nauka, 1967. 215 p. (In Russ.).Клопотов А.А, Сивоха В.П., Матвеева Н.М., Сазанов Ю.А. // Изв. вуз. Физика. 1993. № 6. С. 20 – 24.Klopotov A.A., Sivokha V.P., Matveeva N.M., Sazanov Yu.A. Characteristic features of X-ray scattering and variation of electrical resistivity in martensite transformations in TiNi–TiPd alloys. Russian Physics Journal. 1993, vol. 36, no. 6, pp. 526–529. Бурханов Г.С., Горина Н.Б., Кольчугина Н. Б., Рошан Н.Р. // Российский химический журнал. 2006. Т. 50. С. 36 – 40.Burkhanov G.S., Gorina M.B., Kol’chugina N.B., Roshan N.P. Palladium alloys for hydrogen power industry. Russian chemical journal. 2006, Vol. 50, pp. 36–40. Иванов Ю.Ф., Клопотов А.А., Волокитин О.Г., Потекаев А.И. // Изв. вуз. Физика. 2013. Т. 56. № 8. С. 60 – 64.Potekaev A.I., Klopotov A.A., Ivanov Yu.F., Volokitin G.G. Modification of Structure and Properties of Titanium Surfaces During Formation of Silicides and Borides Initiated by High-Energy. Russian Physics Journal. 2013, Vol. 56, no. 8, pp. 914–919. Потекаев А.И., Кулагина В.В., Старостенков М.Д., Клопотов А.А. // Изв. вуз. Физика. 2012. Т. 55. № 4. С. 11 – 18.Kulagina V.V., Potekaev A.I., Klopotov A.A., Starostenkov M.D., The influence of the density of structural planar defects on the structural-phase  transformations  in  low-stability  tetragonal alloys. Russian Physics Journal. 2012, Vol. 55, no. 4, pp. 353–361.Металлохимические свойства элементов периодической системы / И.И. Корнилов, Н.М. Матвеева, Л.И. Пряхина, Р.С. Полякова. – М.: Наука, 1966. – 352 с.Kornilov  I.I.,  Matveeva  N.M.,  Pryakhina  L.I.,  Polyakova  R.S. Metallokhimicheskie svoistva elementov periodicheskoi systemy [Metal chemistry properties of the elements of the periodic system ]. Moscow: Nauka, 1966. 352 p. (In Russ.).Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под ред. Н.П. Лякишева. – М.: Машиностроение, 1996 – 2000. Т. 1 – 3 .Diagrammy sostoyaniya dvoinykh metallicheskikh sistem [State diagrams  of  binary metal  systems].  Lyakishev N.P.  ed. Moscow: Mashinostroenie, 1996–2000. Vol. 1–3. (In Russ.).Матвеева Н.М., Козлов Э.В. Упорядоченные фазы в металлических системах. – М.: Наука, 1989. – 247 с.Matveeva  N.M.,  Kozlov  E.V.  Uporyadochennye fazy v metallicheskikh sistemakh [Ordered phases in metallic systems]. Moscow: Nauka, 1989. 247 p. (In Russ.).Благородные металлы. Справочник / Под ред. Е.М. Савицкого. – М.: Металлургиздат, 1984. – 592 с.Blagorodnye metally. Spravochnik [Noble metals. Reference book]. Savitskii E.M. ed. Moscow: Metallurgizdat, 1984. 592 p. (In Russ.).Jones F.W., Sykes C. Phase Transformation in CupperPalladium Alloys // J. Inst. Met. 1939. Vol. 65. № 2. Р. 419 – 433.Jones  F.W.,  Sykes C.  Phase Transformation  in Cupper-Palladium Alloys. J. Inst. Met. 1939, Vol. 65, no. 2, pp. 419–433.Клопотов А.А., Потекаев А.И., Козлов Э.В., Кулагина В.В. // Изв. вуз. Физика. 2011. № 9. С. 59 – 69.Klopotov A.A., Potekaev A.I., Kozlov E.V., Kulagina V.V. Weakly stable resistant pretransitional states, phase  transitions order-disorder and structural transformations B2–A1 in alloys Cu – 40 Pd at. %. Izvestiya VUZov. Fizika. 2011, no. 9, pp. 59–69. (In Russ.). Иванов О.С. // Журнал неорганической химии. 1958. Том. 3. Вып. 4. С. 586 – 600.Ivanov O.S. Achievements and prospects in the study of state diagrams of metallic systems. Zhurnal neorganicheskoi khimii. 1958, Vol. 3, Issue 4, pp. 586–600. (In Russ.).Пирсон У. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. – М.: Мир, 1977. – 420 с.Pearson W.B. The Crystal Chemistry and Physics of Metals and Alloys. Wiley, New York (1972), 806 p. (Russ. ed.: Pearson W. Kristallokhimiya i fizika metallov i splavov. Moscow: Mir, 1977. 420 p.)Юм-Розери В., Рейнор Г. Структура металлов и их сплавов. – М.: Металлургиздат, 1958. – 391 с.Hume-Rothery William, Raynor G. V. The Structure of Metals and Alloys. London, The Inst. of metals, 1956. (Russ.ed.: Hume-Rothery W., Raynor G. Struktura metallov i ikh splavov. Moscow: Metallurgizdat, 1958. 391 p.).Даркен Л.С., Гурри Р.В. Физическая химия металлов. – М.: ГНТИ, 1960. – 582 с.Darken Lawrence S., Gurry Robert W. Physical chemistry of metals. New York  a.o. Mc Graw-Hill, 1953.  (Russ.ed.: Darken L.S., Gurry R.W. Fizicheskaya khimiya metallov. Moscow: GNTI, 1960. 582 p.).Pearson W.B. A handbook of lattice Spacing and Structures of Metals and Alloys. – London, New York: Pergamon Press, 1958. – 1300 р.Pearson W.B. A handbook of lattice Spacing and Structures of Metals and Alloys. London, New York: Pergamon Press, 1958. 1300 р.Antonova O.V., Volkov A.Y. // Intermetallics. 2012. T. 21. № 1. С. 1 – 9 .Antonova O.V., Volkov A.Y. Changes of microstructure and electrical  resistivity  of  ordered Cu–40 % Pd  (at.)  alloys  under  severe plastic deformation. Intermetallics. 2012, Vol. 21, no. 1, pp. 1–9.Zen E. // J. Mineralogist Soc. America. 1934. Vol. 41. № 5 – 6. P. 523, 524.Zen E. Validaty  of  ”Vegard Law”.  J. Mineralogist Soc. America. 1934, Vol. 41, no. 5–6, pp. 523, 524.Кристаллогеометрические и кристаллохимические закономерности образования бинарных и тройных соединений на основе титана и никеля / А.А. Клопотов, А.И. Потекаев, Э.В. Козлов и др. – Томск: изд. Томского политехн. ун-та, 2011. – 312 с.Klopotov A.A.,  Potekaev A.I., Kozlov  E.V.,  Tyurin Yu.I., Aref’ev  K.P., Solonitsyna N.O., Klopotov B.D. Kristallogeometricheskie i kristallokhimicheskie zakonomernosti obrazovaniya binarnykh i troinykh soedinenii na osnove titana i nikelya [Crystallo-geometrical and crystallo-chemical regularities of formation of binary and ternary compositions on the basis of titan and nickel]. Tomsk: izd. Tomskogo politekhn. un-ta, 2011. 312 p. (In Russ.).Воздвиженский В.М. Прогноз двойных диаграмм состояния. – М.: Металлургия, 1975. – 224 с.Vozdvizhenskii  V.M.  Prognoz dvoinykh diagramm sostoyaniya [Forecast of binary state diagrams]. Moscow: Metallurgizdat, 1975. 224 p. (In Russ.). Козлов Э.В., Клопотов А.А., Федорищева М.В. и др. // Известия РАН. Сер. физическая. 2011. Т. 75. № 8. С. 1161 – 1164.Kozlov E.V., Klopotov A.A., Fedorishcheva M.V., Nikonenko E.L., Klopotov V.D. Structural features of triple equilibrium diagrams of the systems based on Ni–Al. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2011, Vol. 75, no. 8, pp. 1099–1102.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.