Аннотации:
К настоящему времени накоплено значительное число экспериментальных данных о результатах синтеза высокоэнтропийных оксидных фаз со структурой гексаферритов М-типа и изучении их структуры и свойств, которые позволяют сделать вывод о перспективности исследований в этом направлении. При этом дальнейшее его развитие требует работы по созданию теоретических основ синтеза таких фаз. Важной частью теоретических работ такого рода должно стать термодинамическое описание изученных твёрдых растворов на основе гексаферритов М-типа, опирающееся на анализ экспериментальных данных. Задачей настоящей работы являлось определение того, какие подходы могут быть использованы для термодинамического описания высокоэнтропийных оксидов (ВЭО) со структурой гексаферритов М-типа, а также формирование базы термодинамических функций, описывающих индивидуальные вещества, участвующие в формировании высокоэнтропийной оксидной фазы такого рода. Проведенный в ходе работы анализ экспериментальных данных о процессе и результатах синтеза ВЭО со структурой гексаферритов М-типа позволил предложить использовать двухподрешеточную модель фазы, в которой первая подрешетка образована атомами вида А, а вторая подрешетка комплексами атомов В12О19. В рамках каждой из подрешѐток отклонение от идеальности описывается посредством полиномов Редлиха–Кистера. Компонентами твердого раствора предложено считать реально или гипотетически существующие вещества с формулой вида АВ12О19, где А – Ba, Sr, Pb, Ca; а В – Fe, Al, In, Ga, Ti, Co, Mn, Ni, Zr, Zn, Cu, Cr. Для всех этих веществ предложены значения стандартных энтальпий образования, стандартных энтропий, температурных зависимостей изобарной теплоемкости. Эти значения отчасти заимствованы из различных источников, а по большей части являются результатом оценки различными полуэмпирическими методами. Разработанная модель и предлагаемые значения термодинамических функций, характеризующих индивидуальные компоненты ВЭО со структурой гексаферритов М-типа, позволили сформировать в рамках программного комплекса «FactSage (версия 8.0)» пользовательскую базу данных, которая открывает широкие возможности для дальнейших работ по совершенствованию модели, оптимизации параметров модели и термодинамическому моделированию твердофазного синтеза ВЭО со структурой гексаферритов М-типа. To date, a significant amount of experimental data on the results of the synthesis of high-entropy oxide phases with the M-type hexaferrites structure has been accumulated and their structure and properties have been studied, which allow us to conclude that research in this direc-tion is promising. At the same time, its further development requires work on the creation of theoretical foundations for synthesis of such phases. An important part of theoretical work of this kind should be the thermodynamic description of the studied solid solutions based on M-type hexaferrites, resting on the analysis of experimental data. The aim of this work is to determine what approaches can be used for the thermodynamic description of high-entropy oxides (HEO) with the M-type hexaferrites structure, as well as to form a base of thermodynamic functions de-scribing individual substances involved in the formation of a high-entropy oxide phase of this kind. The analysis of experimental data involving the process and the synthesis results for HEO with the M-type hexaferrites structure, carried out in the course of the study, has made it possible to suggest the use of a two-sublattice phase model, in which the first sublattice is formed by the A type atoms, and the second sublattice by the B12O19 complexes of atoms. Within each of the sublattices, the deviation from ideality is described by the Redlich–Kister polynomials. It is sug-gested to consider real or hypothetical substances with the АВ12О19 formula as components of a solid solution, where A is Ba, Sr, Pb, Ca; and B is Fe, Al, In, Ga, Ti, Co, Mn, Ni, Zr, Zn, Cu, Cr. For all these substances, the values of the standard enthalpies of formation, standard entropies, and temperature dependences of the isobaric heat capacity have been found. These values are partly borrowed from various sources, though for the most part they are the results of evaluation by various semi-empirical methods. The developed model and values of thermodynamic func-tions characterizing the individual components of the HEO with the M-type hexaferrite structure made it possible to form a user database within the “FactSage (version 8.0)” software package, which opens up wide opportunities for further work on improving the model, optimizing the model parameters and thermodynamic modeling of the solid-phase synthesis of HEO with the M-type hexaferrites structure.
Описание:
Зайцева Ольга Владимировна – аспирант, старший преподаватель кафедры промышленно-го и гражданского строительства, Южно-Уральский государственный университет, филиал в г. Златоусте, 456217, Челябинская обл., г. Златоуст; ул. Тургенева, 16. E-mail: zaitcevaov@ susu.ru Трофимов Евгений Алексеевич – доктор химических наук, доцент, профессор кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: trofimovea@susu.ru. O.V. Zaitseva1, zaitcevaov@susu.ru, E.A. Trofimov2, trofimovea@susu.ru 1 South Ural State University, Zlatoust Branch, Zlatoust, Russian Federation 2 South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation