Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа
Выполнен термодинамический расчет и экспериментальные исследования фазовых равновесий в системе Mg—O, построена диаграмма состояния этой системы при давлении 2 ГПа. Система характеризуется наличием только одного эвтектического равновесия при 1100 К, в котором участвуют магний, оксид магния MgO и жид...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2008
|
| Назва видання: | Сверхтвердые материалы |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/20758 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа / В.З. Туркевич, А.В. Козырев, П.А. Нагорный // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 6. — С. 81-83. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-20758 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-207582011-06-05T12:03:20Z Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа Туркевич, В.З. Козырев, А.В. Нагорный, П.А. Письма в редакцию Выполнен термодинамический расчет и экспериментальные исследования фазовых равновесий в системе Mg—O, построена диаграмма состояния этой системы при давлении 2 ГПа. Система характеризуется наличием только одного эвтектического равновесия при 1100 К, в котором участвуют магний, оксид магния MgO и жидкая фаза. 2008 Article Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа / В.З. Туркевич, А.В. Козырев, П.А. Нагорный // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 6. — С. 81-83. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0203-3119 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/20758 541.1:546.46 ru Сверхтвердые материалы Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Письма в редакцию Письма в редакцию |
| spellingShingle |
Письма в редакцию Письма в редакцию Туркевич, В.З. Козырев, А.В. Нагорный, П.А. Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа Сверхтвердые материалы |
| description |
Выполнен термодинамический расчет и экспериментальные исследования фазовых равновесий в системе Mg—O, построена диаграмма состояния этой системы при давлении 2 ГПа. Система характеризуется наличием только одного эвтектического равновесия при 1100 К, в котором участвуют магний, оксид магния MgO и жидкая фаза. |
| format |
Article |
| author |
Туркевич, В.З. Козырев, А.В. Нагорный, П.А. |
| author_facet |
Туркевич, В.З. Козырев, А.В. Нагорный, П.А. |
| author_sort |
Туркевич, В.З. |
| title |
Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа |
| title_short |
Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа |
| title_full |
Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа |
| title_fullStr |
Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа |
| title_full_unstemmed |
Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа |
| title_sort |
диаграмма состояния системы mg—о при давлении 2 гпа |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Письма в редакцию |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/20758 |
| citation_txt |
Диаграмма состояния системы Mg—О при давлении 2 ГПа / В.З. Туркевич, А.В. Козырев, П.А. Нагорный // Сверхтвердые материалы. — 2008. — № 6. — С. 81-83. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Сверхтвердые материалы |
| work_keys_str_mv |
AT turkevičvz diagrammasostoâniâsistemymgopridavlenii2gpa AT kozyrevav diagrammasostoâniâsistemymgopridavlenii2gpa AT nagornyjpa diagrammasostoâniâsistemymgopridavlenii2gpa |
| first_indexed |
2025-07-02T21:16:47Z |
| last_indexed |
2025-07-02T21:16:47Z |
| _version_ |
1836571435029495808 |
| fulltext |
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 6 81
Письма в редакцию
УДК 541.1:546.46
В. З. Туркевич, А. В. Козырев, П. А. Нагорный (г. Киев)
Диаграмма состояния системы Mg—О
при давлении 2 ГПа
Выполнен термодинамический расчет и экспериментальные ис-
следования фазовых равновесий в системе Mg—O, построена диаграмма со-
стояния этой системы при давлении 2 ГПа. Система характеризуется наличием
только одного эвтектического равновесия при 1100 К, в котором участвуют
магний, оксид магния MgO и жидкая фаза.
Ключевые слова: диаграмма состояния, термодинамический
расчет, фазовое равновесие, эвтектическое равновесие, жидкая фаза, энергия
Гиббса.
Оксид магния MgO является важнейшим компонентом мно-
гих керамик, шлаков и минералов. Система Mg—O в качестве составляющей
входит в многокомпонентные системы, используемые в промышленности, в
том числе, в систему Mg—B—O, являющуюся физико-химической основой
получения диборида магния MgB2 как при атмосферном, так и при высоких
давлениях.
Обзор экспериментальных данных по системе Mg—О дан в [1]. Термоди-
намическое описание этой системы, включая равновесия с газовой фазой и
растворимость кислорода в жидком магнии, приведено в [2]. Единственным
стабильным стехиометрическим соединением системы является оксид магния
MgO, который плавится конгруэнтно при 3100 К (0,1 МПа).
Диаграмма состояния системы Mg—О при высоких давлениях не по-
строена.
В настоящей работе выполнены термодинамический расчет диаграммы
состояния системы Mg—О и экспериментальные исследования фазовых рав-
новесий в этой системе при давлении 2 ГПа.
Для приготовления образцов были использованы магний (99,9 %) и оксид
магния (99,5 %). Порошки оксида магния (с размером частиц 5—20 мкм) и
магния (3—30 мкм) в необходимом соотношении помещали в ступку и сме-
шивали в течение 10 мин в сухой камере в атмосфере аргона. Полученный
порошок прессовали в таблетки.
Эксперименты при высоких давлениях выполняли в аппарате высокого
давления типа “наковальни с углублением” [3]. Образцы отделяла от графи-
тового нагревателя трубка из прессованного гексагонального нитрида бора.
© В. З. ТУРКЕВИЧ, А. В. КОЗЫРЕВ, П. А. НАГОРНЫЙ, 2008
www.ism.kiev.ua; www.rql.kiev.ua/almaz_j 82
Температуру в рабочей ячейке оценивали по определенному ранее соот-
ношению между потребляемой электрической мощностью и термо-э.д.с. тер-
мопары Pt/6 % Rh-Pt/30 % Rh. Давление определяли при комнатной темпера-
туре по фазовым превращениям в Bi, PbSe.
Структуру образцов, полученных при нагреве до 1000—1500 К под давле-
нием 2 ГПа, исследовали методами оптической микроскопии и рентгеновско-
го анализа.
Установлено, что при 2 ГПа в системе Mg—O протекает эвтектическая ре-
акция L ⇄ Mg + MgO. Кроме магния и оксида магния MgO других кристал-
лических фаз в системе при давлении 2 ГПа не обнаружено. Компактные,
пропитанные эвтектическим расплавом образцы были получены при 1520 К.
При меньших температурах целостность образцов после извлечения из ячей-
ки аппарата высокого давления не сохранялась.
Для расчета фазовых равновесий в системе Mg—О при атмосферном дав-
лении использованы данные о термодинамике фаз, опубликованные в [2].
Высокие давления вызывают увеличение энергии Гиббса каждой фазы на
величину dpV
p
m∫ Φ
0
, где Φ
mV — мольный объем фазы со структурой Φ. Для
расчетов, выполненных в настоящей работе, мольный объем магния и его
зависимости от давления и температуры взяты из [4], а оксида магния — рас-
считаны по данным [5]. Объем смешения для жидкой фазы принят равным
нулю.
Диаграмма состояния системы Mg—O при 2 ГПа, рассчитанная с учетом
перечисленных допущений, представлена на рисунке. Диаграмма характеризу-
ется наличием эвтектического равновесия L ⇄ Mg + MgO при 1100 К (2 ГПа).
Mg MgO 0,2 0,4 0,6 0,8
MgO, мол. доли
500
1000
1500
2000
2500
3000
T, K
L
L + MgO
Mg + MgO
Газ
L
hcp
3170 K
Диаграмма состояния системы Mg—О при 2 ГПа (сплошная линия) и при 0,1 МПа [2]
(пунктир).
ISSN 0203-3119. Сверхтвердые материалы, 2008, № 6 83
Обращает на себя внимание значительное расхождение рассчитанной эв-
тектической температуры и экспериментально установленной температуры
получения компактных, пропитанных эвтектическим расплавом образцов —
420 К. Очевидно, что попытка увеличить рассчитанную температуру эвтек-
тики за счет изменения объема смешения бесперспективна. Растворимость
кислорода в магнии крайне мала, а значит, концентрация и температура эв-
тектической точки будут соответствовать плавлению чистого магния, т. е.
1100 К при 2 ГПа. Объяснение расхождения заключается, по-видимому, в
том, что частички порошка магния, использованного для приготовления об-
разцов, покрыты окисной пленкой MgO. Смачивание и пропитка порошка
MgO будет наблюдаться только после разрушения целостности окисной
пленки, которое и происходит при 1520 К.
Работа выполнена при поддержке Украинского научно-технологического
центра по гранту № 3665.
1. Wriedt H. A. The Mg—O (magnesium—oxygen) system // Bull. Alloy Phase Diagr. — 1987.
— 8, N 3. — P. 227—233.
2. Hallstedt B. The magnesium—oxygen system // Calphad. — 1993. — 17, N 3. — P. 281—
286.
3. Pat. France 2122772. Disposif pour produire une haute press / A. V. Kolchin, V. I. Veprint-
sev, L. I. Klyachko et al. — Publ. 01.09.72.
4. Игнатьева И. Ю., Барабаш О. М., Легкая Т. Н. Изучение эволюции диаграммы состоя-
ния системы магний—углерод в зависимости от давления на основе термодинамичес-
кий расчетов // Сверхтв. материалы. — 1990. — № 5. — С. 3—7.
5. Zerr A., Boehler R. Constraints on the melting temperature of the lower mantle from high-
pressure experiments on MgO and magnesiowüstite // Nature. — 1994. — 371. — P. 506—
508.
Ин-т сверхтвердых материалов Поступило 08.10.08
им. В. Н. Бакуля НАН Украины
|