Независимый эксперт, заслуженный деятель науки Российской Федерации (Москва, Россия)

Ю. В. Левинский, профессор, докт. техн. наук, levinsky35@mail.ru

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (Москва, Россия)

Е. В. Вершинина, доцент, канд. техн. наук, kaver@yandex.ru

Широко применяемые в металловедении и на производстве диаграммы состояния бинарных систем в координатах температура – состав не учитывают фактор давления, тогда как последнее оказывает существенное влияние на термодинамику и кинетику технологических процессов, свойства и качество итогового продукта. Для более точного понимания и прогнозирования процесса производства и эксплуатации сплавов необходимо учитывать фактор давления, т. е. рассматривать поведение системы в координатах «температура – давление – состав». Добавление еще одного параметра трансформирует двумерную диаграмму состояния в трехмерную и увеличивает максимальное количество находящихся в равновесии фаз для двухкомпонентной системы до четырех. Трехмерные p – T – x диаграммы на практике не применяются ввиду сложности их интерпретации, но они позволяют представить поведение системы в координатах «температура – давление», а также изобразить различные изобарные и изотермические сечения. В статье рассматриваются принципы и правила построения диаграмм состояния систем в координатах р – Т, а также изобарных и изотермических сечений. Для двухкомпонентной системы Co – Zn построены диаграммы состояния в координатах «температура – давление», изобарные и изотермические сечения, определены параметры всех тетратектик, т. е. значения температуры, давления и состава для четырехфазных равновесий, имеющихся в системе. На основании ранее выполненных одним из авторов настоящей статьи исследований p – T – x диаграмм бинарных систем определены температурно-барометрические координаты, а также составы 198 тетратектических точек для 46 бинарных металлических систем. Приведенные результаты могут быть полезны для технологов предприятий и исследователей в области материаловедения.

1. Левинский Ю. В. Диаграммы состояния металлов с газами. – М.: Металлургия, 1975. – 295 с.
2. Левинский Ю. В., Лебедев М. П. P–T–x диаграммы состояния двойных металлических систем. Методы расчета и построения. – М. : Научный мир, 2014. – 199 с.
3. Зломанов В. П., Аветисов И. Х., Можевитина Е. Н. Физическая химия твердого тела. P–T–x диаграммы фазовых равновесий: учеб. пособие. – М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2019. – 183 с.
4. Чувильдеев В. Н., Левинский Ю. В., Вершинина Е. В. Основы теории спекания металлических порошков. – М. : Научный мир, 2020. – 306 с.
5. Савич В. В., Оглезнева С. А. Порошковая металлургия: современное состояние и перспективы развития : монография. – Пермь : Изд–во Пермского нац. исслед. политехн. ун–та, 2021. – 694 с.
6. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник : в 3 т. / под общ. ред. Н. П. Лякишева. – М. : Машиностроение, 1996. – 992 с.
7. Koo C. M., Sambyal P., Iqbal A., Shahzad F., Hong J. Two–Dimensional Materials for Electromagnetic Shielding: John Wiley & Sons, 2021. – 224 p.
8. Iqbal A., Shahzad F., Hantanasirisakul K., Kim M. K. et al. Anomalous absorption of electromagnetic waves by 2D transition metal carbonitride Ti3CNTx(MXene) // Science. 2020 . Vol. 369. Iss. 6502. P. 446–450.
9. Karun Kaan Ölçen, Tuncay Dikici. Evaluation of the shielding effectiveness of electrodeposited Zn – Ni, Zn – Co, Ni – Co, and Zn – Ni – Co alloy coatings // J. Mater. Sci.: Mater Electron. 2024. Vol. 35. Art. No: 1376.
10. Massalski T. B., Subramanian P. R., Okamoto H., Kacprzak L. Ed. Binary alloys Phase Diagrams. – Ohio, USA: ASM, Inetrnational, Material Park, 1990. – 3589 p.
11. Mozeva A., Nenov D., Gidikova N. Determination of the Activity of Zinc in Liquid Cobalt and Nickel Alloys // Arch. Eisenhuettenwes. 1977. Vol. 48, Iss. 10. P. 533–534. DOI: 10.1002/srin.197705060/
12. Budorov S., Wassilew G., Mandadchieva L. The Thermodynamics of Cobalt–Zinc and Nickel–Zinc Systems // Z. Metallkd. 1976. Iss. 67. Iss. 5. P. 307–310.
13. Budorov S., Wassilew G. The Thermodynamics of β and γ Intermetallic Compounds of Nickel–Zinc and Cobalt–Zinc Systems // Z. Metallkd. 1977. Vol. 68, Iss. 12. P. 795–798.
14. Alcock C. B., Itkin V. P., Horrigan M. K. Vapour Pressure Equations for the Metallic Elements: 298–2500K // Can. Metall. Quart. 1984. Vol. 23, Iss. 3. P. 309–313.
15. Самир Абу Али, Гейдерих В. А. Термодинамические свойства твердых Co – Zn сплавов // Журнал физической химии. 1971. Т. 45, Вып. 5. С. 1248–1251.
16. Levinsky Y. Pressure dependent phase diagrams of binary alloys. – Stuttgart: The Materials Information Society, 1997. – P. 1830.