Quasi-equilibrium and nonequilibrium explosive crystallization of InBi and In2Bi compounds

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The process of quasi-equilibrium and nonequilibrium explosive crystallizations of chemical compounds InBi and In2Bi, as well as their components bismuth and indium, has been studied using cyclic thermal analysis (CTA) and differential thermal analysis (DTA). The experiments were carried out under the same conditions. It has been established that the chemical compound In2Bi behaves like indium during crystallization, i.e., regardless of the preliminary overheating and the time of isothermal exposure of the melt to four hours, it crystallizes quasi-equilibriously with a slight pre-crystallization overcooling of 1.5-2 K. And the chemical compound InBi behaves like bismuth during crystallization. The temperature of critical overheating of the melt has been found, upon cooling from which crystallization has a quasi-equilibrium character (PK), and upon cooling from temperatures above, crystallization has an explosive character from the supercooled state, i.e., the dependence of melt overheating on overcooling is abrupt. The experimental results are interpreted from the point of view of the cluster-coagulation model of melt crystallization.

Full Text

Restricted Access

About the authors

S. A. Frolova

Donbass National Academy of Civil Engineering and Architecture

Author for correspondence.
Email: primew65@mail.ru
Russian Federation, Makeevka

References

  1. Aleksandrov V.D. Kinetika zarodysheobrazovaniya i massovoj kristallizacii pereohlazhdennyh rasplavov i amorfnyh sred (Kinetics of nucleation and mass crystallization of supercooled melts and amorphous media). Doneck: Donbass. 2011. [In Russian]
  2. Svojstva elementov (Properties of elements). Spravochnik. Pod red. M.E. Drica (Handbook. Edited by M.E. Drits.). M.: Met. 1985. [In Russian]
  3. Tonkov E.Yu. Fazovye prevrashcheniya soedinenij pri vysokom davlenii (Phase transformations of compounds at high pressure). Spravochnik (Handbook). M.: Metallurgiya. 1988. V. 1–2
  4. Perepechko J.Y. Nucleation in undercooled liquids // Mater Sci. and Eng. 1984. 65. № 1. P. 125–135.
  5. Abyzov A.S., Schmelzer J.W., Fokin V.M., Zanotto E.D. Crystallization of supercooled liquids: Self-consistency correction of the steady-state nucleation rate // Entropy. 2020. 22. № 5. P. 558.
  6. Norman G.E., Flejta D.YU. Kollektivnye dvizheniya atomov v peregretom kristalle I pereohlazhdennom rasplave prostogo metalla (Collective motions of atoms in a superheated crystal and supercooled melt of a simple metal) //Pis’ma v Zhurnal eksperimental’noj I teoreticheskoj fiziki (Letters to the Journal of Experimental and Theoretical Physics). 2020. 111. №. 4. P. 251–256. [In Russian]
  7. Fleita D.Y., Norman G.E., Pisarev V.V. Study of phase transition in the pure metal melt during ultrafast cooling by method of higher-order correlation functions // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2018. 946. №. 1. P. 012102.
  8. Tourret D., Gandin Ch.-A., Volkmann T., Herlach D.M. Multiple non-equilibrium phase transformations: Modeling versus electro-magnetic levitation experiment // ActaMaterialia. 2011. № 59. P. 4665–4677.
  9. Herlach D.M., Lengsdorf R., Reutzel S., Galenko P., Hartmann H., Gandin C.A., Mosbah S., Garcia-Escorial A., Henein H. Non-Equilibrium Solidification, Modeling for Microstructure Engineering of Industrial Alloys (NEQUISOL). // Journal of the Japan Society of Microgravity Application. 2008. № 25(3). P. 437–442.
  10. Lad’yanov V.I., Styazhkina I.V., Kamaeva L.V. Vliyanie temperatury rasplava nakristallizaciyu I svojstva splava Fe+10at.% Si (The influence of melt temperature on crystallization and properties of Fe+10at.% Si alloy) // Perspektivnye materialy (Advanced Materials). 2010. P. 251–254. [In Russian]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Graph of dependence of ΔT-L on ΔT+L for: 1, 2 - In, In2Bi; 3 - InBi; 4 - Bi.

Download (52KB)
3. Fig. 2. Cooling thermograms of the InBi compound.

Download (119KB)
4. Fig. 3. Cooling thermograms of the In2Bi compound.

Download (104KB)

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

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».