Studies on thermodynamics of As-Sn liquid solution

• Autorzy: Onderka, B. , Wypartowicz, J.

Warianty tytułu

PL

Badania nad termodynamiką ciekłego roztworu As-Sn

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The activity of arsenic in liquid phase in the system As-Sn was studied by means of the isopiestic technique. The all-silica vertical cell sealed under vacuum was used in which two zones of temperature were maintained during the experiment. The arsenic vapour pressure in the system was set by solid arsenic in lower temperaturę zone, which temperature was varied in the range 585 - 790 K. The liquid As-Sn alloy was kept at the temperature 1173-1373 K. The equilibrium arsenic concentration in the alloy was determined from the mass balance. Next, the activities of arsenic in liquid solution referred to the pure liquid as a standard were calculated from the partial pressures of four arsenic species present in gas phase and the free energy change on melting. The experimental results regarding the excess free Energy of liquid solution were fitted to the Redlich-Kister formula with three parameters. The activities of both components of liquid solutions determined in the present work are low i.e. the solution shows strong negative deviation from ideal behaviour. These results agree well with these of Kaczmarczyk and Sukiennik, obtained by means of static method. However, two earlier publications suggested much weaker negative deviation from ideal behaviour.

PL

Zbadano aktywność arsenu w ciekłej fazie w układzie As-Sn za pomocą metody izopiestycznej. Zastosowano zamknięte pod próżnią naczynie pomiarowe ze szkła kwarcowego, w którym utrzymywano podczas eksperymentu dwie strefy temperatury. Ciśnienie par arsenu w układzie było zadawane przez stały arsen w strefie niższej temperatury, która była zmieniana w przedziale: 585-790 K. Temperatura ciekłego stopu As-Sn wynosiła 1173-1373 K. Równowagowe stężenie arsenu w ciekłym stopie określano z bilansu masy. Następnie obliczono aktywności arsenu w ciekłym roztworze względem czystego ciekłego arsenu jako stanu standardowego, posługując się wartościami ciśnień parcjalnych czterech rodzajów cząsteczek arsenu występujących w fazie gazowej oraz zmiany energii swobodnej topnienia. Wyznaczone z wyników pomiarów wartości nadmiarowej energii swobodnej dla ciekłego roztworu zostały opisane wzorem Redlicha-Kistera o trzech parametrach. Wartości aktywności obu składników ciekłego roztworu wyznaczone w obecnej pracy są niskie, a zatem roztwór wykazuje silne ujemne odstępstwo od zachowania idealnego. Wyniki te pozostają w dobrej zgodności z wynikami Kaczmarczyka i Sukiennika, którzy zastosowali statyczną metodę pomiaru ciśnienia pary arsenu. Dwie wcześniejsze publikacje sugerują natomiast znacznie słabsze odstępstwo od zachowania idealnego.

Słowa kluczowe

PL

ciekły roztwór As-Sn; termodynamika; arsen

EN

As-Sn liquid solution; thermodynamics; arsenic

• Czasopismo: Archives of Metallurgy
• Rocznik: 2001
• Tom: Vol. 46, iss. 2
• Strony: 181-188
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Onderka, B.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Mateiałowej im. A. Krupkowskiego, PAN 30-059 Kraków, ul. Reymonta 25

autor

Wypartowicz, J.

• Instytut Metalurgii i Inżynierii Mateiałowej im. A. Krupkowskiego, PAN 30-059 Kraków, ul. Reymonta 25

Bibliografia

• [1] B. Predel, A. Emam, Z. Metallkde 64. 689 (1973).
• [2] S. Itoh, M. Hino, T. Azakami, J.Japan Inst. Metals 46, 162 (1982).
• [3] R. Blachnik, A. Schneider, J. Chem. Thermodyn. 3, 123 (1971).
• [4] K. Fitzner, O.J. Kleppa, J. Alloys Comp. 238. 187 (1996).
• [5] J. Wypartowicz, Archives of Metallurgy 37, 15 (1992).
• [6] X. Gokcen, Bull. Alloy Phase Diagrams 10, 11 (1989).
• [7] N. Gokcen, Bull. Alloy Phase Diagrams 11, 271 (1990).
• [8] R. Hultgren, P. Desai, D. Hawkins, M. Gleiser, K. Kelley. D. Wagman, Selected Value Thermodynamic Properties of the Elements, ASM, Metals Park, OH, 1973.
• [9] J. Murray, C. Pupp, R.F. Pottie, J. Chem. Phys. 58, 2569 (1973).
• [10] C. Pupp, J. Murray, R. Pottie, J. Chem. Thermodyn. 6, 123 (1974).
• [11] H. Rau, J. Chem. Thermodyn. 7, 27 (1975).
• [12] J. Drowart, S. Smoes, A. Vanderauwera-Mahieu, J. Chem. Thermodyn. 10, 453 (1978).
• [13] I. Ansara, C Chatillon, H. Lukas, T. Nishazawa, H. Ohtani, K. Ishida, M. Hillert, B. Sundman, B. Argent, A. Watson, T. Chart, T. Anderson, CALPHAD 18, 177 (1994).
• [14] M. Hino, T. Azakami, Met. Rev. MMIJ 3, 61 (1986).
• [15] R. Kaczmarczyk, M. Sukiennik, Metallurgy and Foundry Eng., (AGH Kraków), 26 (2000) in print.