Термодинамічний опис аморфоутворюючої системи Cu–Ti–Hf

Анотація

У рамках CALPHAD-методу вперше розроблено термодинамічний опис системи Cu–Ti–Hf, який враховує наявність областей гомогенності сполук Cu₃Ti_2, Cu₄Ti₃, CuTi, Cu₅Hf, Cu₅₁Hf₁₄, Cu₁₀Hf₇ і утворення безперервного твердого розчину Cu(Ti, Hf)₂ — γ-фази в трикомпонентній системі. Основою для розрахунків стали термодинамічні описи граничних двокомпонентних систем та дані про фазові перетворення та ентальпію змішування розплавів у трикомпонентній системі. Для моделювання термодинамічних властивостей інтерметалічних сполук з областю гомогенності був використаний Compound Energy Formalism. Для опису складної температурної залежності термодинамічних властивостей розплавів в інтервалі від температури існування рівноважних розплавів до температури аморфізації була використана модель асоційованого розчину. За результатами розрахунків побудовано ізотермічні перетини, політермічні перерізи, проєкції поверхонь ліквідуса та солідуса і реакційну схему діаграми стану системи. Рідка фаза бере участь в одинадцяти чотирифазних нонваріантних реакціях, що перебігають в температурному інтервалі 1138–1541 К. Розраховані діаграми метастабільних фазових перетворень за участю переохолоджених розплавів Cu–Ti–Hf і граничних твердих розчинів на основі чистих компонентів. Показано, що переохолоджені розплави в широких концентраційних областях є термодинамічно стабільними по відношенню до граничних твердих розчинів на основі чистих компонентів. Прогнозована по відносному положенню ліній Т_ο^L/Φ і х_ο^L/Φ концентраційна область аморфізації розплавів Cu–Ti–Hf загартуванням з рідини становить x_Cu ≈ 0,16–0,80.