PREDICTION OF THE THERMOPHYSICAL BEHAVIOR OF AMORPHOUS OF ALLOYS Ni0.333Zr0.667 AND La80Al20 ACCORDING TO PROPERTIES OF METALS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Amorphous alloys (metallic glasses) are obtained by ultrafast cooling of melts. As a result of this process, the chaotic distribution of atoms in space is “frozen” while maintaining the short-range order characteristic of liquids. The high homogeneity of the solid state leads to unique mechanical, magnetic and other physical properties. This has led to the fact that cheaper metallic glasses have replaced a number of traditional materials in some industries. On the other hand, significant disadvantages of disordered media are temperature and time instabilities. The solution to this problem is possible with knowledge of the thermophysical properties of amorphous alloys: heat capacity, thermal expansion coefficient, thermal conductivity and thermal diffusivity. Even estimating, for example, their temperature dependences is a complex and urgent task. Therefore, in this paper, it is proposed to use the mixing rule for components whose thermophysical properties are known. This makes it possible to predict the temperature dependences of heat capacity, thermal expansion coefficient and thermal diffusivity at known values of thermal conductivity for different temperatures. Note that the obtained curves for the Ni0.333Zr0.667 and La80Al20 amorphous alloys are in good agreement with the experimental data.

About the authors

S. V. Terekhov

Donetsk Institute of Physics and Technology A.A. Galkina

Author for correspondence.
Email: svlter@yandex.ru
DPR, Donetsk

References

  1. Karfidov E.A., Rusanov B.A., Sidorov V.E., Nikitina E.V., Yanichkovich D., Shvets P. St. Korrozionno-elektrokhimicheskoye povedeniye amorfnykh splavov Al–Ni–Co–Nd [Corrosion-electrochemical behavior of amorphous alloys Al–Ni–Co–Nd] // Rasplavy. 2022. № 2. Р. 189‒195.
  2. Sidorov N.I., Estemirova S.Kh., Kurbanova E.D., Polukhin V.A. Kinetika vodoroda v membrannykh splavakh na osnove Fe–Ni, Nb–Ni, V–Ni [Kinetics of hydrogen in membrane alloys based on Fe–Ni, Nb–Ni, V–Ni] // Rasplavy. 2022. № 2. P. 196‒213. [In Russian].
  3. Polukhin V.A., Sidorov N.I., Kurbanova E.D., Belyakova R.M. Kharakteristiki mem-brannykh amorfnykh, nano- i kristallicheskikh splavov [Characteristics of membrane amorphous, nano- and crystalline alloys] // 2022. № 3. P. 152‒171. [In Russian].
  4. Belyakova R.M., Kurbanova E.D., Sidorov N.I., Polukhin V.A. Membrany na osnove Nb–Ni i V–Ni dlya polucheniya sverkhchistogo vodoroda [Membranes based on Nb–Ni and V–Ni for obtaining ultrapure hydrogen] // Rasplavy. 2022. № 3. P. 124‒140. [In Russian].
  5. Buschow K.H.J., Beekmans N.M. Thermal stability of amorphous alloys // Solid State Commun. 1980. 35. № 3. P. 233–236. https://doi.org/10.1016/0038-1098(80)90487-1
  6. Lysov V.I., Tsaregradskaya T.L., Turkov O.V., Saenko G.V. Issledovaniye zakonomer-nostey protsessa stareniya metallicheskikh stekol [Investigation of the regularities of the aging process of metallic glasses] // Uchenye zapiski Taurida National University im. V.I. Vernadsky. Series “Physics”. 2009. 22 (61). № 1. P. 142–148. [In Russian].
  7. Popel P.S., Sidorova V.E., Kalvo-Dalborg M. et al. Vliyaniye termicheskoy obrabotki zhidkogo splava na yego svoystva v rasplavlennom sostoyanii i posle amorfi-zatsii [Influence of heat treatment of a liquid alloy on its properties in the molten state and after amorphization] // Rasplavy. 2020. № 3. P. 223–245. [In Russian].
  8. Abrosimova G.E., Aronin A.S., Dobatkin S.V. Nanokristallizatsiya amorfnogo splava Fe80B20 pod deystviyem intensivnoy plasticheskoy deformatsii [Nanocrystallization of Fe80B20 amorphous alloy under the action of severe plastic deformation] // Solid State Physics. 2007. 49. № 6. P. 983–989. [In Russian].
  9. Panova G.Kh., Syrykh G.F., Chernoplekov N.A., Shikov A.A. Vliyaniye amorfizatsii na elektronnuyu i kolebatel’nuyu teployemkost’ splava Ni2B [Influence of amorphization on the electronic and vibrational heat capacity of the Ni2B alloy] // // Fizika tverdogo tela. 2002. 44. № 7. P. 1168–1173. [In Russian].
  10. Panova G.Kh., Syrykh G.F., Khlopkin M.N., Shikov A.A. Kolebatel’nyye i elektron-nyye svoystva amorfnykh sistem Ni44Nb56, Ni62Nb38 i Cu33Zr67 (iz izmereniy teployem-kosti) [Vibrational and electronic properties of amorphous systems Ni44Nb56, Ni62Nb38 and Cu33Zr67 (from heat capacity measurements)] // Fizika tverdogo tela. 2003. 45. № 4. P. 577–581. [In Russian].
  11. Gavrichev K.S., Gorbunov V.E., Sharpataya G.A. et al. Termodinamicheskiye svoystva splava Ni0.333Zr0.667 v amorfnom i kristallicheskom sostoyanii [Thermodynamic properties of the Ni0.333Zr0.667 alloy in the amorphous and crystalline state] // Neorganicheskiye ma-terialy. 2004. 40. № 6. P. 703–708. [In Russian].
  12. Khizriev Sh.K., Gamzatov A.G., Batdalov A.B. et al. Teplovyye, magnitnyye i magnito-transportnyye svoystva bystrozakalennogo lentochnogo obraztsa Ni50Mn35Al2Sn13 [Thermal, magnetic and magnetotransport properties of the rapidly quenched tape sample Ni50Mn35Al2Sn13] // Fizika tverdogo tela. 2020. 62. № 7. P. 1132–1136. [In Russian].
  13. Sheludyak Yu.E., Kashporov L.Ya., Malinin L.A., Tsalkov V.N. Teplofizicheskiye svoy-stva komponentov goryuchikh sistem [Thermophysical properties of combustible system components]. Moscow: NPO “Informatsiya i tekhniko-ekonomicheskiye issledovaniya”, 1992. [In Russian].
  14. Dinsdale A. T. SGTE data for pure elements. Calphad. 1991. 15. № 4. P. 317–425. https://doi.org/10.1016/0364-5916(91)90030-N
  15. Terekhov S.V. Termodinamicheskaya model' razmytogo fazovogo perekhoda v metalliche-skom stekle Fe40Ni40P14B6 [Thermodynamic model of diffuse phase transition in Fe40Ni40P14B6 metallic glass] // Fizika i tekhnika vysokikh davleniy. 2018. 28. № 1. P. 54–61. [In Russian].
  16. Terekhov S.V. Teplovyye svoystva metallov. Spravochnik [Thermal properties of metals. Directory]. Donetsk: DonFTI im. A.A. Galkina, 2023. [In Russian].
  17. Kingeri W.D. Vvedeniye v keramiku [Introduction to ceramics]. Moscow: Stroyizdat, 1967. [In Russian].
  18. Terehov S.V. Thermal properties of matter within the model of a two-phase system // Physics of the Solid State. 2022. 64. № 8. P. 1089–1095. https://doi.org/10.21883/PSS.2022.08.54631.352
  19. Terekhov S.V. Teplovyye svoystva veshchestva [Thermal properties of matter] // Fizika i tekhnika vysokikh davleniy. 2022. 32. № 3. P. 21–34. [In Russian].
  20. Novikova S.I. Teplovoye rasshireniye tverdykh tel [Thermal expansion of solids]. Moscow: Nauka, 1974. [In Russian].
  21. Peletsky V.E., Chekhovskaya V.Ya., Belskaya E.A. et al. Teplofizicheskiye svoystva titana i yego splavov. Spravochnik [Thermophysical properties of titanium and its alloys. Directory]. M.: Metallurgiya, 1985. [In Russian].
  22. Diagrammy sostoyaniya dvoynykh metallicheskikh sistem: Spravochnik [Diagrams of the state of binary metal systems: Handbook] Vol. 3. Book 1 / Under the general ed. N.P. Lyakishev. Moscow: Mashinostroenie, 2001. [In Russian].
  23. Novitsky L.A., Kozhevnikov I.G. Teplofizicheskiye svoystva materialov pri nizkikh temperaturakh. Spravochnik [Thermophysical properties of materials at low temperatures. Directory]. Moscow: Mashinostroenie, 1975. [In Russian].
  24. Zinoviev V.E. Teplofizicheskiye svoystva metallov pri vysokikh temperaturakh [Thermophysical properties of metals at high temperatures]. Moscow: Metallurgiya, 1989. [In Russian].
  25. Larikov L.N., Yurchenko Yu.F. Struktura i svoystva metallov i splavov. Teplovyye svoystva metallov i splavov [Structure and properties of metals and alloys. Thermal properties of metals and alloys]. Kyiv: Naukova Dumka, 1985. [In Russian].
  26. Svoystva elementov. Spravochnik [Properties of elements. Directory]. Ed. M.E. Dritz. M.: Metallurgy, 1985. [In Russian].
  27. Diagrammy sostoyaniya dvoynykh metallicheskikh sistem: Spravochnik [Diagrams of the state of binary metal systems: Handbook]. Vol. 1. / Under the general. ed. N.P. Lyakishev. Moscow: Mashinostroenie, 1996. [In Russian].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (132KB)
3.

Download (118KB)
4.

Download (65KB)

Copyright (c) 2023 С.В. Терехов

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».