Вплив домішок Ga на характер окиснення сполук YCu

O. I. Наконечна, М. В. Тимошенко, Ю. О. Tітов, Н. Н. Білявина

Київський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Володимирська, 60, 01033 Київ, Україна

Отримано: 21.12.2020; остаточний варіант - 08.06.2021. Завантажити: PDF

Методами періодичного зважування та рентґенівського фазового аналізу досліджено кінетику ізотермічного (500, 600 та 650°C) окиснення порошків твердого розчину YCu$_{1-x}$Ga$_x$ (0 $\leq x \leq$ 0,3) (розміром 50 мкм) на основі сполуки YCu. Виявлено особливості механізму окиснення цих інтерметалідних порошків, зокрема, двостадійний характер процесу. Початкова стадія окиснення характеризується розпадом твердого розчину YCu$_{1-x}$Ga$_x$ на фазу Y(Cu, Ga)$_2$ та індивідуальні метали з поступовим утворенням стійкої оксидної окалини (переважно містить Y$_2$O$_3$). Друга стадія процесу характеризується окисненням фази Y(Cu, Ga)$_2$ з утворенням оксидів як міді, так і ґалію. Така багатофазна оксидна окалина значно уповільнює дифузію атомів Оксиґену вздовж меж зерен і процес окиснення загалом. Швидкість окиснення твердого розчину YCu$_{1-x}$Ga$_x$ зменшується зі збільшенням вмісту ґалію, тоді як енергія активації окиснення збільшується. Тобто домішки Ґалію підвищують корозійну стійкість фази YCu у разі її відпалу за 500–650°C у повітрі.

Ключові слова: інтерметалід, енергія активації, швидкість окиснення, метода періодичного зважування, рентґенівська дифракція.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v43/i08/1065.html

PACS: 61.05.cp, 61.72.S-, 64.75.Lm, 64.75.Nx, 81.07.Bc, 81.20.Ev, 81.40.Ef


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. K. Gschneidner, A. Russell, A. Pecharsky, J. Morris, Z. Zhang, T. Lograsso, D. Hsu, C. H. Chester Lo, Y. Ye, A. Slager, and D. Kesse, Nat. Mater., 2: 587 (2003). Crossref
  2. A. M. Russell, Z. Zhang, K. A. Gschneidner Jr., T. A. Lograsso, A. O. Pecharsky, A. J. Slager, and D. C. Kesse, Intermetallics, 13: 565 (2005). Crossref
  3. S. H. Williams, In-Situ Neutron Diffraction Analysis of Deformation Behaviour of Ductile Rare-Earth Intermetallic YCu (Disser. for PhD) (Iowa: Iowa State University: 2009). Crossref
  4. A. T. Becker, The Yield Strength and Flow Stress Anomaly in B2 Yttrium Copper (Disser. for PhD) (Iowa: Iowa State University: 2010). Crossref
  5. Z. Zhang, A. M. Russell, S. B. Biner, K. A. Gschneidner, and C. C. H. Lo, Intermetallics, 13, No. 5: 559 (2005). Crossref
  6. M. Dashevskyi, O. Boshko, O. Nakonechna, and N. Belyavina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4: 541 (2017). Crossref
  7. M. Dashevskyi, N. Belyavina, O. Boshko, L. Kapitanchuk, O. Nakonechna, and S. Revo, Adv. Powder Technol., 29, No. 5: 1106 (2018). Crossref
  8. Y. Zhu, K. Mimura, J.-W. Lim, M. Isshiki, and Q. Jiang, Metallurgical Materials Transactions A, 37: 1231 (2006). Crossref
  9. D. Serafin, W. J. Nowak, and B. Wierzba, Applied Surface Science, 476: 442 (2019). Crossref
  10. H. J. Borchardt, J. Inorganic and Nuclear Chemistry, 26, No. 5: 771 (1964). Crossref
  11. O. N. Carlson, F. A. Schmidt, and R. L. Wells, A Study of the High-Temperature Air Oxidation of Yttrium Metal. Ames Laboratory Technical Reports (Iowa: Iowa State University: 1960).
  12. K. J. Qiu, W. J. Lin, F. Y. Zhou, H. Q. Nan, B. L. Wang, L. Li, J. P. Lin, Y. F. Zheng, and Y. H. Liu, Mater. Sci. Eng. C, 34: 474 (2014). Crossref
  13. H. F. Li, K. J. Qiu, W. Yuan, F. Y. Zhou, B. L. Wang, L. Li, Y. F. Zheng, and Y. H. Liu, Scientific Reports, 6: 37428 (2016). Crossref
  14. X. Liu, S. Chen, J. K. Tsoi, and J. P. Matinlinna, Regenerative Biomaterials, 4, No. 5: 315 (2017). Crossref
  15. N. Belyavina, V. Markiv, and O. Nakonechna, J. Alloys and Compounds, 541: 288 (2012). Crossref
  16. N. N. Belyavina, V. Ya. Markiv, M. V. Mathieu, and O. I. Nakonechna, J. Alloys and Compounds, 523: 114 (2012). Crossref
  17. V. K. Pecharsky and P. Y. Zavalij, Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials (New York: Springer: 2009).
  18. J. W. Christian, The Theory of Transformations in Metals and Alloys, ch. 1: 1 (2002). Crossref
  19. L. Kaufman and B. Ditchek, J. Less-Common Metals, 168, Iss. 1:115 (1991). Crossref
  20. F. Saidi, M. K. Benabadji, H. I. Faraoun, and H. Aourag, Computational Materials Science, 89: 176 (2014). Crossref
  21. T. Takahashi, T. Yamane, Y. Minamino, and T. Kimura, J. Material Science Letters, 8: 882 (1989). Crossref
  22. A. R. Miedema, J. Less-Common Metals, 46, Iss. 1: 67 (1976). Crossref
  23. O. Nakonechna, M. Dashevskyi, A. Kurylyuk, N. Belyavina, and V. Makara, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 5: 695 (2020). Crossref
  24. I. A. Hassan, S. Sathasivam, H. U. Islam, S. P. Nair, and C. J. Carmalt, RSC Advances, 7, No. 1: 551 (2017). Crossref