Термохімічні властивості рідких сплавів заліза з важкими лантаноїдами: експеримент та моделювання

Abstract

Ентальпії змішування в рідких сплавах заліза із важкими лантаноїдами (Gd, Tb, Dy та Lu) визначено при 1550–1950 K методом високотемпературної калориметрії в ізопериболічному режимі. Процес сплавоутворення супроводжується екзотермічними ефектами, які зростають вздовж ряду лантанідів від системи Fe–Gd ( ΔmHmin = –4.74 ± 0.45 кДж ·моль⁻¹ при Gd x = 0.45; T = 1833 K) до системи Fe–Lu ( ΔmHmin = –11.58 ± 0.50 кДж ·моль⁻¹ при Lu x = 0.35; T = 1950 K). Ентальпії змішування, змодельовані з використанням теорії «оточеного атому» для розплавів всіх досліджених подвійних систем, узгоджуються з отриманими експериментально в межах похибки досліду.

Энтальпии смешения в жидких сплавах железа с тяжелыми лантаноидами (Gd, Tb, Dy и Lu) определены при 1550–1950 K методом высокотемпературной калориметрии в изопериболическом режиме. Процесс сплавообразования сопровождается экзотермическими эффектами, возрастающими вдоль ряда лантаноидов от системы Fe–Gd ( ΔmHmin = –4,74 ± 0,40 кДж ∙ моль⁻¹ при Gd x = 0,45; T = 1833 K) до системы Fe–Lu ( ΔmHmin = –11,58 ± 0,50 кДж ∙ моль⁻¹ при Lu x = 0,35; T = 1950 K). Энтальпии смешения, смоделированные с использованием теории “окруженного атома” для расплавов всех исследованных двойных систем, согласуются с полученными экспериментально в пределах ошибки опыта.

The enthalpies of mixing in liquid alloys of iron with the heavy lanthanides (Gd, Tb, Dy and Lu) were determined at 1550–1950 K by high temperature izoperibolic calorimetry. The process of alloy formation was accompanied with exothermic effects, increasing across the lanthanides row from the Fe–Gd system ( ΔmHmin = –4.74 ± 0.40 kJ ∙ mol⁻¹ at Gd x = 0.45; T = 1833 K) to Fe–Lu system (ΔmHmin = –11.58 ± 0.50 kJ ∙ mol⁻¹ at Lu x = 0.35; T = 1950 K). Enthalpies of mixing, calculated by using of “surrounded atom” theory for alloys of all investigated binary systems, agree with experimental values within errors limits.