О еще одной особенности высокотемпературных фазовых равновесий в наночастицах тяжелого псевдосплава Crx-W1-x

Шишулин, А.В. и Шишулина, А.В. (2025) О еще одной особенности высокотемпературных фазовых равновесий в наночастицах тяжелого псевдосплава Crx-W1-x. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов (17). С. 328-338. ISSN 1999-4133

PDF - Опубликованная версия
1MB

Абстракт

Благодаря уникальному набору физико-химических свойств тяжелые вольфрамовые псевдосплавы c ультрамелкозернистой структурой, полученные из наночастиц современными методами порошковой металлургии, стали объектом повышенного интереса. В данной работе в рамках термодинамического подхода смоделированы особенности равновесного фазового состава наночастиц Crx-W1-x сферической формы различного диаметра с различной долей Cr со структурой «ядро-оболочка» между температурами ликвидуса и солидуса. Получены примеры зависимостей равновесных составов твердой и жидкой фаз от диаметра частицы, продемонстрировано, что данные зависимости существенно отличаются при различном взаимном расположении твердой и жидкой фаз в структуре «ядро-оболочка». Результаты дополнены рассмотрением эффекта исходного состава, состоящего в зависимости не только объемной доли сосуществующих фаз, но и их состава, от доли Cr в исходной частице. Для визуализации части описанных эффектов использованы предложенные авторами ранее θ-диаграммы. Представлена термодинамическая интерпретация полученных закономерностей на основе трех возможных механизмов понижения свободной энергии системы.

Абстракт (англ.)

Thanks to a unique set of physicochemical properties, nanoparticle-fabricated heavy tungsten pseudo-alloys with ultrafine-grained structures, manufactured using modern powder metallurgy methods, have become a subject of increased interest among researchers. In this study, within a thermodynamic approach, the features of the equilibrium phase composition of spherical Crx-W1-x nanoparticles of various diameters with different Cr fractions and a core-shell structure have been simulated in the temperature range between the liquidus and solidus. Examples of the dependencies of the equilibrium compositions of solid and liquid phases on the particle diameter have been obtained; it has been demonstrated that these dependencies significantly differ depending on the relative arrangement of solid and liquid phases within the core-shell structure. The results are complemented by an analysis of the effect of the initial composition, which consists in a dependence not only of the volume fraction of coexisting phases but also of their composition on the initial chromium content in a particle. To visualize some of these effects, some specific θ-diagrams have been applied, being previously suggested by the authors. A thermodynamic interpretation of the observed effects is presented based on three possible mechanisms for reducing the free energy of the system.

Тип объекта:	Статья
Сведения об авторах:	Шишулин Александр Владимирович – к.х.н., доцент, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» Шишулина Анна Владимировна – к.х.н., доцент, ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»
Ключевые слова:	наночастицы, химическая термодинамика, ликвидус, солидус, структура «ядро-оболочка», вольфрам, хром
Ключевые слова (англ.):	nanoparticles, chemical thermodynamics, liquidus, solidus, core-shell structure, tungsten, chromium
Категории:	5 Математика. Естественные науки 5 Математика. Естественные науки > 54 Химия. Кристаллография. Минералогия > 544 Физическая химия
Подразделения:	Университеты > Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
ID Code:	15350
Deposited On:	14 Апр 2026 09:03
Последнее изменение:	02 Июл 2026 12:51

Repository Staff Only: item control page