ЗНАЧЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В МАЛОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЖИДКИХ БИНАРНЫХ СПЛАВАХ

Рассмотрены основное разложение термодинамики малоконцентрированных бинарных сплавов и термодинамические параметры взаимодействия первого, второго и третьего порядков в этих сплавах. По экспериментальным термодинамическим данным о концентрационной зависимости избыточного химического потенциала примеси в жидких сплавах бинарных систем оценены значения параметров взаимодействия первого и второго порядков в 37 таких системах. Оценки получены методом численного дифференцирования. Этот метод основан на первой интерполяционной формуле Ньютона. Приведены расчетные формулы для соответствующих оценок. Предложена простейшая теория, связывающая значение термодинамического параметра взаимодействия второго порядка с параметром взаимодействия первого порядка в жидких сплавах определенной системы. Эта теория основана на решеточной модели раствора и принципах статистической механики. В качестве модельной решетки принята решетка ГЦК. Использована модель парного взаимодействия между металлическими атомами в сплаве. Радиус взаимодействия соответствует радиусу ближайшей координационной сферы решетки. С помощью предложенной теории рассчитаны значения термодинамических параметров второго порядка для всех 37 рассмотренных в настоящей работе систем, а также значения параметров взаимодействия третьего порядка для 23 систем из числа вышеупомянутых тридцати семи. Для этих 23 систем теоретические оценки параметров взаимодействия второго порядка согласуются с экспериментальными как по знаку, так и по порядку величины. Это обстоятельство может рассматриваться как свидетельство в пользу применимости, в принципе, метода численного дифференцирования для оценки значений термодинамических параметров взаимодействия первого и второго порядков в жидких бинарных сплавах. Точность оценки значений третьей производной методом численного дифференцирования представляется недостаточной. Это делает невозможным сопоставление расчетных значений параметров взаимодействия третьего порядка с экспериментальными, полученными методом численного дифференцирования. Можно предположить, что проделанные теоретические расчеты этих параметров дают представление о порядке величин указанных коэффициентов.

1. Lupis C.H.P., Elliott J.F. Generalized interaction coefficients. Part I. Definitions // Actametallurgica. 1966. Vol. 14. No. 4. P. 529 – 538.

2. Люпис К. Химическая термодинамика материалов. – М.: Металлургия, 1989. – 504 с.

3. Вагнер К. Термодинамика сплавов. – М.: Металлургиздат, 1957. – 179 с.

4. Хачатурян А.Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов. – М.: Наука, 1974. – 384 с.

5. Гильдебранд Дж.Г. Растворимость неэлектролитов. – М.: ГОНТИ, 1938. – 168 с.

6. Григорян В.А., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – М.: Металлургия, 1987. – 272 с.

7. Guggenheim E.A. Mixtures. – Oxford: Clarendon Press, 1952. – 270 p.

8. Kirkwood J.G. Order and disorder in binary liquid solutions // Journal of physical chemistry. 1939. Vol. 43. No. 1. P. 97 – 107.

9. Бадалян Д.А., Хачатурян А.Г. Учет корреляции в упорядочивающемся твердом бинарном растворе // Физика твердого тела. 1970. Т. 12. № 2. С. 439 – 447.

10. Taggart G.B., Tahir-Kheli R.A. Role of three-body potentials in disordered alloys // Progress of theoretical physics. 1971. Vol. 46. No. 6. P. 1690 – 1702.

11. Taggart G.B., Tahir-Kheli R.A. High temperature series expansion for the correlation functions in disordered binary alloys // Physica. 1973. Vol. 68. No. 1. P. 93 – 106.

12. Большов Л.А. Статистическая теория многокомпонентных и малоконцентрированных сплавов: Дисс. … докт. физ.-мат. наук. – М.: МГУ, 1991. – 496 с.

13. Майер Дж., Гепперт-Майер М. Статистическая механика. – М.: Мир, 1980. – 544 с.

14. Ruban A.V., Abrikosov I.A. Configurational thermodynamics of alloys from first principles: effective cluster interactions // Reports on progress of physics. 2008. Vol. 71. No. 4. Id. 046501.

15. Богданов В.И., Большов Л.А., Корнейчук Е.А. и др. Межатомные взаимодействия и термодинамические параметры в малоконцентрированных твердых растворах системы Ag – Au // Физика металлов и металловедение. 2015. Т. 116. № 7. С. 709 – 713.

16. Большов Л.А., Богданов В.И., Горбунов В.А. Оценка значений термодинамических параметров взаимодействия второго порядка в бинарных сплавах по экспериментальным термодинамическим данным // Физика металлов и металловедение. 2010. Т. 109. № 4. С. 351 – 356.

17. Большов Л.А., Корнейчук С.К. Термодинамические параметры первого порядка в малоконцентрированных бинарных сплавах // Журнал физической химии. 2015. Т. 89. № 12. С. 1841 – 1844.

18. Демидович Б.П., Марон А.И. Основы вычислительной математики. – СПб.: Лань, 2007. – 672 с.

19. Самарин М.К. Ньютона интерполяционная формула. – В кн. «Математическая энциклопедия. Том 3». – М.: Советская энциклопедия, 1982. С. 1092.

20. Hultgren R., Desai P.D., Hawkins D.T. etc. Selected values of thermodynamic properties of binary alloys. – Metals Park, Ohio: ASFM, 1973. – 1435 p.