DOI: https://doi.org/10.20998/10.20998/2079-0821.2020.02.08

РОЗРАХУНКОВА ОЦІНКА СТУПЕНЯ СКЛАДНОСТІ СУБСОЛІДУСНОЇ БУДОВИ ТРИКОМПОНЕНТНИХ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ СИСТЕМ

Sergey Mikhailovich Logvinkov, Oksana Nikolaevna Borisenko, Nataliіa Sergeevna Tsapko, Galina Nikolaevna Shabanova, Alla Nikolaevna Korohodska, Vita Nikolaevna Shumejko, Olena Gaponova

Анотація


Дослідження діаграм стану багатокомпонентних фізико-хімічних систем є найбільш наукомістким завданням матеріалознавства. Без знань про будову діаграм стану таких систем технологам неможливо прогнозувати фазовий склад матеріалів при їх виробництві і застосуванні виробів з них, істотно ускладнюється проведення системного аналізу результатів експериментальних досліджень щодо оптимізації властивостей розроблюваних матеріалів. В технології вогнетривів визначальною стадією виробництва є твердофазне спікання, що обумовлює особливу значущість інформації про субсолідусну будову діаграм стану фізико-хімічних систем, представлених набором компонентів відповідно до запланованого фазового складу матеріалів. Трикомпонентні системи, простими компонентами яких є тугоплавкі оксиди, складають фізико-хімічну основу більшості вогнетривів масового виробництва і їх субсолідусна будова досить наочно відображається в концентраційному трикутнику системи набором трикутників, вершинами яких є точки складів сполук. Дослідження присвячене встановленню аналітичної залежності між кількістю подвійних і потрійних сполук і числом усіх можливих відрізків з’єднувальних прямих між точками складів сполук, а також точок перетину коннод між собою. При проведенні досліджень застосовувалися загальні принципи системного аналізу, логічні методи і термінологія фізико-хімічного аналізу багатокомпонентних систем, а також відомості з елементарної математики з розділів по числовим рядам, основам комбінаторики і алгебри. Відповідні аналітичні вирази дають можливість розрахункового визначення кількісних класифікаційних ознак при таксономії багатокомпонентних систем за ступенем складності будови їх субсолідусних областей, зокрема, при зіставленні складності досліджень трикомпонентних оксидних систем і їх типізації. Отримані формули апробовані для розрахунків на прикладах конкретних оксидних систем. Результати досліджень дозволяють отримувати важливі кількісні характеристики для оцінки ступеня складності субсолідусного будови трикомпонентних систем.


Ключові слова


трехкомпонентная система; субсолідусное будова; коннода; трикутник; точки складів; подвійні сполуки

Повний текст:

PDF

Посилання


Berezhnoy A. S., Pitak Ya. N., Ponomarenko A. D., Sobol’ N. P. Fiziko-khimicheskiye sistemy tugoplavkikh, nemetallicheskikh i silikatnykh materialov [Physical and chemical systems of refractory, nonmetallic and silicate materials]. Kiyev: UMK VO Publ., 1992, 172 p.

Logvinkov S. M., Borysenko O. M. Osnovy tehnologichnyh system [Basics of technological systems]. Harkiv: HNEU named after S. Kuznets Publ., 2015, 308 p.

Berezhnoy A. S. Mnogokomponentnye sistemy okislov [The multi-component oxide systems]. Кiev, Naukova Dumka Publ., 1970, 544 p.

Logvinkov S. M. Tverdofaznye reakcii obmena v tehnologii keramiki Solid-phase exchange reaction in ceramic technology. Kharkov, HNJeU named after S. Kuznets Publ., 2013, 248 p.

Jaglom A. M., Jaglom I. M. Nejelementarnye zadachi v jelementarnom izlozhenii. Zadachi po kombinatorike i teorii verojatnostej. Zadachi iz raznyh oblastej matematiki [Non-elementary problems in an elementary presentation. Problems in combinatorics and probability theory. Problems from different areas of mathematics]. Moskva, Gostehizdat Publ., 1954, 543 p.

Osipov N. N. Teorija chisel [Number theory]. Krasnojarsk: SFU IKIT Publ., 2008, 117 p.

Shabanova G. N., Korohodska A. N., Mirgorod O. V., Dejneka V. V., Tsapko N. S. Kal’cijbarievye oksidnye sistemy i vjazhushhie materialy na osnove ih kompozicij [Calcium-barium oxide systems and binders based on their compositions]. Har’kov, Planeta-Prіnt Publ., 2014, 273 p.

Shabanova G. N. Barijsoderzhashhie oksidnye sistemy i vjazhushhie materialy na ih osnove [Barium-containing oxide systems and binders based on them] Har’kov, NTU «HPI» Publ., 2006, 280 p.

Jung I., Decterov S. A., Pelton A. D. Critical thermodynamic evaluation and optimization of the MgO-Al2O3, CaO-MgO-Al2O3, and MgO-Al2O3-SiO2 Systems. J. Phs. Eqil. and Diff. Vol. 25, Pp. 329-345 (2004).

Rouf M. A., Cooper A. H., Bell A. B. A Study of Phase Equilibria in the System CaO-MgO-TiO2. Trans. Brit. Ceram. Soc., Vol 68, Pp. 263-267 (1969).

Mao H., Hillert M., Selleby M., Sundman B. Thermodynamic assessment of the CaO-Al2O3-SiO2 system. J. Amer. Ceram. Soc., Vol. 89 (1), Pp. 298-308 (2006).

Ropp R. C. Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds. Amsterdam, Elsevier Publ., 2013, 1187 p.