Термодинамическое моделирование жидких бинарных сплавов системы Al–Er

Исследованы термохимические свойства системы Al-Er. Проведена оценка термодинамических характеристик (${△}_f{H^0}_{298}$, ${S^0}_{298}$, (${H^0}_{298}-{H^0}_0$), C_p(T) и C_p(liq)) интерметаллических соединений Al₃Er, Al₂Er, AlEr, Al₂Er₃, AlEr₂. Для расчетов были приняты значения ${△}_f{H^0}_{298}$, рассчитанные на основе полуэмпирической модели Миедемы, адаптированной для группы сплавов Al–РЗМ, и составили –47.7, –58.4, –63.0, –55.2, –46.8 кДж/моль⋅ат, соответственно. Для оценки характеристик смешения жидких сплавов данной системы был использован программный комплекс моделирования равновесных состояний гетерогенных неорганических систем Terra сопряженный с обширной базой данных свойств индивидуальных веществ. В качестве расчетной применяли модель идеальных растворов продуктов взаимодействия. Моделирование равновесного состава и свойств расплавов проводилось в температурном интервале 1900–2100 К, в исходной среде аргона при общем давлении в системе 0.1 МПа. Сопоставление полученных результатов с результатами моделирования в приближении идеального раствора, позволило определить избыточные интегральные термодинамические свойства жидких сплавов (энергия Гиббса, энтальпия и энтропия). Показано, что в изученном температурном интервале с ростом температуры происходит закономерное, хоть и не существенное, уменьшение значений данных параметров по абсолютному значению. Установлено, что образование жидких сплавов системы Al–Er сопровождается значительным выделением тепла: величина интегральной энтальпии смешения при температуре T=2100 К составляет –58.27 кДж/моль∙ат. При сравнении термохимических свойств системы Al–Er с бинарными системами Al–Y и Al–Sc, изученными теми же методами, показано, что все энергетические кривые проходят через экстремум при X_Sc,Y,Er ≈ 0.5. Наиболее сильное взаимодействие компонентов наблюдается в системе Al–Y, (ΔH_mix= –58.9 кДж/моль∙ат), что достаточно близко к максимальному по модулю значению энтальпии смешения в системе Al–Er. Наиболее слабое взаимодействие наблюдается в системе Al–Sc (ΔH_mix= –44.8 кДж/моль∙ат). Полученные в настоящей работе результаты обеспечивают теоретическую основу для дальнейшего экспериментального изучения эрбийсодержащих алюминиевых сплавов.