Диаграммы состояния и термодинамические свойства сплавов на основе бария

• Автор: Муминов, Усмонджон Абдунабиевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БАРИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И.МЕН ДЕЛЕ ЕВА

1.1. Кристаллохимические свойства бария и его аналогов щелочноземельных металлов.

1.2. Оценка степени изученности двойных диаграмм состояния систем барийэлементы периодической системы
1.3. Критерии для прогноза взаимодействия компонентов в бинарных системах на основе бария.
1.4. Анализ образования интерметаллидных фаз и взаимной растворимости компонентов в бинарных системах на основе бария.
ГЛАВА И. ОЦЕНКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ БАРИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
2.1. Прогноз растворимости элементов периодической системы в барии в тврдом и жидком состояниях
2.2. Расчт границ растворимости и построение диаграмм состояния моногектического типа в бинарных системах барийредкоземельные металлы.
2.3. Прогноз и расчт диаграмм состояния с неограниченной растворимостью на основе бария
2.4. Расчет двойных диаграмм состояния эвтектического типа
с устойчивым химическим соединением.
ГЛАВА III. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БАРИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.
3.1. Энергия взаимообмена и виды взаимодействия бария сдругими элементами
3.2. Степень ближнего порядка основной критерий отсутствия взаимодействия или несовместимости кристаллов .
3.3. Оценка энергии взаимообмена и степени ближнего порядка бария с элементами периодической системы и расчт диаграмм состояния бария с щелочными металлами
3.4. Оценка взаимодействия и построение диаграмм фазового равновесия систем с отсутствием взаимодействия на основе бария с переходными металлами периодической системы.
ГЛАВА IV. РАСЧТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
СПЛАВОВ ДВОЙНЫХ И ТРОЙНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ БАРИЯ
4.1. Расчт тепломкости, энтропии и энтальпии плавления интерметаллических соединений на основе бария
4.2. Энтальпия образования двойных интерметаллических соединений на основе бария.
4.3. Оценка влияния элементов периодической системы на термодинамическую активность бария в алюминии
4.4. Оценка влияния элементов периодической системы на растворимость бария в алюминии.
4.5. Расчт термодинамических свойств компонентов из диаграмм состояния несмешивающихся систем на основе бария
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Изза различия в строении второй снаружи оболочки бериллий, имеющий электронную конфигурацию 1, значительно отличается по свойствам от остальных щелочноземельных металлов 1, 2. Типичные свойства элементов главной подгруппы II группы последовательно меняются от кальция к радию. Свойства бериллия и магния отчасти отклоняются от общих свойств группы бериллий несколько похож на алюминий, а магний на цинк. Поэтому ниже будут рассматриваться щелочноземельные элементы металлыаналоги кальций, стронций и барий 3, 4. Атомы кальция, стронция и бария имеют структуру пв2 и нульвалентны. Возбуждение их до двухвалентного состояния может идти но схеме пэ пр и пб пзп1с1, где п главное квантовое число внешней оболочки. В соответствии с современными воззрениями кристаллы металлов состоят из положительно заряженных ионов, связанных в одно целое, и равномерно расположенных между ними валентных электронов 5. Ионы кальция и стронция при кристаллизации металла занимают углы и центры граней куба и, следовательно, их элементарная кристаллическая решетка при обычной температуре представляет собой куб с центрированными гранями ГЦК. На долю такой ячейки приходится четыре атома и каждый атом окружен соседями. Координационное число ГЦК решетки равно . При более высоких температурах кальций и стронций имеют плотноупакованную гексагональную ПУГ решетку при 0С кальций и при 5С стронций, соответственно. При температуре, близкой к плавлению, оба эти металла имеют объемноцентрированную кубическую ОЦК решетку. Кальций и стронций парамагнитны. Барий при обычной температуре кристаллизуется в объемноцентрированной кубической решетке и элементарной ячейке. Такой решеткой является куб, в котором атомы находятся в вершинах и в центре. На долю такой ячейки приходится два атома, причем, каждый атом имеет вокруг себя, находящихся на одном и том же расстоянии, 8 соседей, т. ОЦК решетки равно 8. ОЦК решетка модификация аВа устойчива ниже 5С, модификация ЗВа от 5 до 0С. Наиболее важные физикохимические свойства кальция, стронция и бария приведены в табл. ЩЗМ атомный вес, атомные и ионные радиусы, ионизирующие потенциалы, энергия ионизации, окислительновосстановительный потенциал, плотность и др. Немонотонность изменения теплот плавления, испарения и температур кипения объясняют различным строением кристаллических решеток. Соответственно температурам кипения в ряду кальцийстронцийбарий немонотонно изменяется и давление насыщенного пара рис. Атомный вес . Атомный радиус, А . Радиус иона 2, А по Гольдшмидту, Полингу и Аренсу 1. Атомный объем при С, см гатом . Плотности при С гсм 1. Твердость по Бринелю, кгмм . Твердость по шкале Мооса 1. Температура плавления, С 0 . Скрытая теплота плавления, калг . Температура кипения, С . Удельная теплоемкость при С, калгград 0. Коэффициент теплопроводности, калом1сек1град1 . С 0. Сопротивление р при 0 С, ом см 4. Электропроводность Нй 1 . Магнитная восприимчивость X 6, эл. С 1. Теплота образования атомов в газообразном состоянии, ккал при С . Первый потенциал ионизации, эВ 6. Потенциал ионизации, ккалмоль Ме Мее Ме Ме2е Ме Ме3е 0. II
Нормальные потенциалы для МеМе2 при С, в 2. Распространенности элементов в земной коре, вес 3. В отношении химической активности кальций, стронций и барий лишь немного уступают щелочным металлам. Они обнаруживают сильно электроположительный характер, находясь в левой части электрохимического ряда напряжений. Рис. Низкие потенциалы ионизации, определяющие свойства ЩЗМ, объясняются тем, что два валентных электрона в значительной степени экранированы нижележащими Бр6 оболочками, а потому атомы кальция, стронция и бария являются сильными восстановителями. Приведенная ниже схема в табл. С разбавленными кислотами НС1 Н НШз СаС СаЯО. СаН2 8гС 8гМОз2 ВаС ВаБО. Из табл. ЩЗМ даже при комнатной температуре вступают в химическое взаимодействие со многими элементами, образуя довольно устойчивые соединения. Например, на рис. Наиболее распространенные способы получения металлического кальция, стронция и барий являются электролиз расплавленных галогенидов и металлотермическое восстановление иодида, хлорида или окислов этих металлов без доступа воздуха в вакууме.