vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"10.57070/2304-4497-2023-2(44)-40-50vsgiu-893Research ArticleРаздел 2. Металлургия и материаловедениеSection 2. Metallurgy and Materials ScienceИССЛЕДОВАНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ И ИЗМЕНЕНИЙ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА АЖ5К10, МОДИФИЦИРОВАННОГО БАРИЕМINVESTIGATION OF THE SPECIFIC HEAT CAPACITY AND CHANGES IN THE THERMODYNAMIC FUNCTIONS OF THE AZH5K10 ALUMINUM ALLOY MODIFIED WITH BARIUMhttps://orcid.org/0000-0002-2791-6508ГаниевИзатулло НаврузовичGanievIzatullo N.

д.х.н., профессор, заведующий лабораторией

 Dr. Sci. (Eng.), Prof., head of the laboratory

ganievizatullo48@gmail.comХолмуродовФитратKholmurodovFitrat

к.ф.-м.н., доцент, ведущий научный сотрудник

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Leading Researcher

fitratk@mail.ruСафаровАмиршо ГоибовичSafarovAmirsho G.

д.т.н., доцент, ведущий научный сотрудник

Dr. Sci. (Eng.), associate professor, leading Researcher

amirsho71@mail.ruЯкубовУмарали ШералиевичYakubovUmarali Sh.

к.т.н., старший научный сотрудник

Candidate of Technical Sciencessenior researcher

vestnicsibgiu@sibsiu.ruИнститут химии В.И. Никитина Национальной академии наук ТаджикистанаРоссияV.I. Nikitin Institute of Chemistry of the National Academy of Sciences of TajikistanRussian FederationФизико-технический институт им. С.У. Умарова Национальной академии наук ТаджикистанаRussian FederationS.U. Umarov Institute of Physics and Technology of the National Academy of Sciences of TajikistanRussian FederationИнститут химии им. В.И. Никитина Национальной академии наук ТаджикистанаRussian FederationNikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of TajikistanRussian Federation202330062023024050Copyright © Ганиев И., Холмуродов Ф., Сафаров А., Якубов У., 20252025Ганиев И., Холмуродов Ф., Сафаров А., Якубов У.Ganiev I., Kholmurodov F., Safarov A., Yakubov U.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/893

В современных материалах для обеспечения необходимого ресурса и надежности работы изделий авиационно-космической техники, машиностроения, атомной энергетики, радиотехники, электроники и т.д. должны сочетаться высокие свойства и качества. Особое значение приобретают производство и использование алюминия и его сплавов, которые обладают высокой коррозионной стойкостью, механической прочностью и другими специфическими свойствами. В работе представлены результаты исследования теплофизических свойств и термодинамических функций алюминиевого сплава AЖ5К10, модифицированного барием. Для измерения удельной теплоемкости сплавов использован метод сравнения скоростей охлаждения двух образцов, позволяющий с достоверной точностью определять температуру, а также применяется зависимость теплоемкости веществ от температуры. Исследования проведены в режиме «охлаждения». Температурная зависимость удельной теплоемкости и изменения термодинамических функций алюминиевого сплава AЖ5К10, модифицированного барием, изучены в интервале температур 300 – 800 К. Показано, что с увеличением концентрации бария теплоемкость и коэффициент теплоотдачи алюминиевого сплава AЖ5К10 уменьшаются, а с увеличением температуры растут. Установлено, что с ростом температуры энтальпия и энтропия сплавов увеличиваются, значение энергии Гиббса уменьшается.

Modern materials must combine high properties and qualities to ensure the necessary service life and reliability of the products of aerospace technology, mechanical engineering, nuclear energy, radio engineering, electronics, etc. In this regard, the production and use of aluminum and its alloys, which have high corrosion resistance, mechanical strength and other specific properties, is of particular importance. The paper presents the results of a study of the thermophysical properties and thermodynamic functions of the aluminum alloy AZh5K10 with barium. To measure the specific heat capacity of the alloys, a method was used to compare the cooling rates of two samples, which makes it possible to determine the temperature with reliable accuracy, as well as the dependence of the heat capacity of substances on temperature. The studies were carried out in the “cooling” mode. The temperature dependence of the specific heat capacity and changes in the thermodynamic functions of the aluminum alloy AZh5K10 with barium was carried out in the temperature range 300 - 800 K. It is shown that with an increase in the concentration of barium, the heat capacity and heat transfer coefficient of the aluminum alloy AZh5K10 decrease, and increase with temperature. It has been found that the enthalpy and entropy of the alloys increase with increasing temperature, and the value of the Gibbs energy decreases.

 

алюминиевый сплав AЖ5К10барийтеплоемкостькоэффициент теплоотдачирежим «охлаждения»энтальпияэнтропияэнергия Гиббсаaluminum alloy AZh5K10bariumheat capacityheat transfer coefficient“cooling” modeenthalpyentropyGibbs energyReferencesБелецкий В.М., Кривов Г.А. Алюминие-вые сплавы (Состав, свойства, технология, применение). Киев: Комитех, 2005. 365 с.Beletskii V.M., Krivov G.A. Aluminum alloys (Composition, properties, technology, application). Kyiv: Komitekh, 2005, 365 p. (In Russ.).Луц А.Р., Суслина А.А. Алюминий и его сплавы. Самара: Самарский государственный технический университет, 2013. 81 с.Luts A.R., Suslina A.A. Aluminium and its alloys. Samara: Samarskii gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet, 2013, 81 p. (In Russ.).Умарова Т.М., Ганиев И.Н. Коррозия двойных алюминиевых сплавов в нейтральных средах. Душанбе: Дониш, 2007. 258 с.Umarova T.M., Ganiev I.N. Corrosion of double aluminum alloys in neutral media. Dushanbe: Donish, 2007, 258 p. (In Russ.).Дриц М.Е. Алюминиевые сплавы. Свой-ства, обработка, применение. Москва: Металлургия, 1979. 679 с.Drits M.E. Aluminium alloys. Properties, processing, application. Moscow: Metallurgiya, 1979, 679 p. (In Russ.).Chen X.G. Growth mechanisms of intermetallic phases in DC cast AA1XXX alloys // Essential Readings in Light Metals. Cast Shop for Aluminum Production. 2013. Vol. 3. P. 460–465. http://doi.org/10.1007/978-3-319-48228-6_57Chen X.G. Growth mechanisms of intermetallic phases in DC cast AA1XXX alloys. Essential Readings in Light Metals. Cast Shop for Aluminum Production. 2013, vol. 3, pp. 460–465. http://doi.org/10.1007/978-3-319-48228-6_57Grange D.A. Microstructure control in ingots of aluminum alloys with an emphasis on grain refinement // Essential Readings in Light Metals. cast shop for aluminum Production. 2013. Vol. 3. P. 354–365.Grange D.A. Microstructure control in ingots of aluminum alloys with an emphasis on grain refinement. Essential Readings in Light Metals. Cast shop for aluminum production. 2013, vol. 3, pp. 354–365.Geoffrey K.S. Fundamentals of solidifica-tion in aluminum castings // International Journal of Metalcasting. 2014.Vol. 8. P. 7–20.Geoffrey K.S. Fundamentals of solidification in aluminum castings. International Journal of Metalcasting. 2014, vol. 8, pp. 7–20.Термодинамические свойства индивидуальных веществ / Г.А. Бергман, И.В. Вейц, В.А. Медведов, Г.А. Хачкурузов, В.С. Юнгман. Москва: Наука, 1981. 472 с.Bergman G.A., Veits I.V., Medvedov V.A., Khachkuruzov G.A., Yungman V.S. Thermodynamic properties of individual substances. Moscow: Nauka, 1981, 472 p. (In Russ.).Исмаилов Н.Ш., Ибрагимов Х.А. Разработка малолегированного алюминиевого сплава для электротехнических изделий // Успехи современной науки. 2017. Т. 1. № 6. С. 236–240.Ismailov N.Sh., Ibragimov Kh.A. Development of low-alloyed aluminum alloy for electrical products. Uspekhi sovremennoi nauki. 2017, vol. 1, no. 6, pp. 236–240. (In Russ.).Мальцев М.В. Модифицирование структуры металлов и сплавов. Москва: Металлургия, 1984. 280 с.Mal'tsev M.V. Modification of the structure of metals and alloys. Moscow: Metallurgiya, 1984, 280 p. (In Russ.).Гуреева М.А., Овчинников В.В., Манаков И.Н. Металловедение: макро- и микро-структуры литейных алюминиевых спла-вов. Учебное пособие. Москва, 2019. 250 с.Gureeva M.A., Ovchinnikov V.V., Manakov I.N. Metalworking: macro- and microstruc-tures of cast aluminum alloys. Tutorial. Moscow, 2019, 250 p. (In Russ.).Сетюков О.А. Влияние железа и кремния на литейные свойства алюминиевых спла-вов с марганцем // Технология легких сплавов. 2010. № 1. С. 32–37.Setyukov O.A. Influence of iron and silicon on casting properties of aluminium alloys with manganese. Tekhnologiya legkikh splavov. 2010, no. 1, pp. 32–37. (In Russ.).Stanford N., Atwell D., Beer A., Daviesc C., Barnett M.R. Effect of microalloying with rare-earth elements on the texture of extruded magnesium-based alloys. // Scripta Mater. 2008. Vol. 59. No. 7. P. 772–775.Stanford N., Atwell D., Beer A., Daviesc C., Barnett M.R. Effect of microalloying with rare-earth elements on the texture of extruded magnesium-based alloys. Scripta Mater. 2008, vol. 59, no. 7, pp. 772–775.Иброхимов Н.Ф., Ганиев И.Н., Одинаев Х.О. Физикохимия сплава АМг2 с редкоземельными металлами. Душанбе: Таджикский технический университет им. М.С. Осими, 2016. 153 с.Ibrokhimov N.F., Ganiev I.N., Odinaev Kh.O. Physicochemistry of AMg2 alloy with rare earth metals. Dushanbe: Tadzhikskii tekhnicheskii universitet im. M.S. Osimi, 2016, 153 p. (In Russ.).Иванцов Г.П. Нагрев металла (теория и методы расчета). Свердловск-Москва: Государ. научно-техн. изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1948. 191 с.Ivantsov G.P. Metal heating (theory and methods of calculation). Sverdlovsk-Moscow: Gosudar. nauchno-tekhn. izd-vo literatury po chernoi i tsvetnoi metallurgii, 1948, 191 p. (In Russ.).Багницкий В.Е. Обратные связи в физиче-ских явлениях. (Продолжение книги Но-вая физика электронных приборов). Гер-мания: Изд. дом LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. 196 с.Bagnitskii V.E. Inverses in physical phenomena. (Continuation of the book New Physics of Electronic Devices). Germany: Ed. home LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014, 196 p. (In Russ.).Киров С.А., Козлов А.В., Салецкий А.М., Харабадзе Д.Э. Измерение теплоемкости и теплоты плавления методом охлаждения. Учебное пособие. Москва: ООП Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012. 52 p.Kirov S.A., Kozlov A.V., Saletskii A.M., Kharabadze D.E. Measurement of heat capacity and heat of melting by cooling. Tutorial. Moscow: OOP Fizicheskii fakul'tet MGU im. M.V. Lomonosova, 2012, 52 p. (In Russ.).Ерёмина Р.М., Скворцов А.И., Мутыгуллина А.А. Экспериментальные задачи общего физического практикума по молекулярной физике и термодинамике. Процессы переноса. Жидкости и твердые тела. Казань: Ка-занский (Приволжский) федеральный уни-верситет, 2015. 42 с.Eremina R.M., Skvortsov A.I., Mutygullina A.A. Experimental problems of the general physical workshop in molecular physics and thermodynamics. Transfer processes. Fluids and solids. Kazan: Kazanskii (Privolzhskii) federal'nyi universitet, 2015, 42 p. (In Russ.).Рогачев Н.М., Гусева С.И. Определение удельной теплоемкости твердых тел: Ме-тод. указания к лабор. работе № 1-23. Самара: Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева, 2012. 14 с.Rogachev N.M., Guseva S.I. Determination of specific heat capacity of solid bodies: Method. instructions to the lab. work no. 1-23. Samara: Samarskii gosudarstvennyi aerokosmicheskii universitet imeni akademika S.P. Koroleva, 2012, 14 p. (In Russ.).Ганиев И.Н., Сафаров А.Г., Одинаев Ф.Р., Якубов У.Ш., Кабутов К. Температурная зависимость теплоемкости и изменение термодинамических функции сплава АЖ 4.5 с оловом // Известия вузов. Цветная металлургия. 2019. № 1. С. 50–58.Ganiev I.N., Safarov A.G., Odinaev F.R., Yakubov U.Sh., Kabutov K. Temperature dependence of heat capacity and change of thermodynamic function of AJ 4.5 alloy with tin. Izvestiya vuzov. Nonferrous metallurgy. 2019, no. 1, pp. 50–58. (In Russ.).Ганиев И.Н., Рашидов А.Р., Одиназода Х.О., Сафаров А.Г., Джайлоев Дж.Х. Влияние добавок меди на теплоемкость и термодинамические функции алюминия марки А7Е // Известия вузов. Цветная металлургия. 2020. № 3. С. 4–12.Ganiev I.N., Rashidov A.R., Odinazoda Kh.O., Safarov A.G., Dzhailoev Dzh.Kh. Influence of copper additives on heat capacity and thermodynamic functions of aluminium grade A7Ye. Izvestiya vuzov. Nonferrous metallurgy. 2020, no. 3, pp. 4–12. (In Russ.).Ганиев И.Н., Абдулаков А.П., Джайлоев Д.Х., Якубов У.Ш., Сафаров А.Г., Абулхаев В.Д. Влияние добавок висмута на теплофизические и термодинамические свойства алюминиевого проводникового сплава E-AlMgSi («алдрей») // Известия вузов. Материалы электронной техники. 2020. Т. 23. № 1. С. 86–93.Ganiev I.N., Abdulakov A.P., Dzhailoev D.Kh., Yakubov U.Sh., Safarov A.G., Abulkhaev V.D. Influence of bismuth additives on thermophysical and thermodynamic properties of E-AlMgSi alu-minium conductor alloy ("aldray"). Izvestiya vuzov. Electronic materials. 2020, vol.23, no. 1, pp. 86–93. (In Russ.).Ганиев И.Н., Назарова М.Т., Якубов У.Ш., Сафаров А.Г., Курбонова М.З. Влияние лития на удельную теплоемкость и изменения термодинамических функций алюминиевого сплава АБ1 // Теплофизика высоких температур. 2020. Т. 58. № 1. С. 55–60.Ganiev I.N., Nazarova M.T., Yakubov U.Sh., Safarov A.G., Kurbonova M.Z. Influence of lithium on specific heat capacity and changes in thermodynamic functions of aluminum alloy AB1. Teplofizika vysokikh temperatur. 2020, vol. 58, no. 1, pp. 55–60. (In Russ.).Ганиев И.Н., Пархутик П.А., Вахобов А.В., Куприянова И.Ю. Модифицирование силуминов стронцием. Минск: Наука и техника, 1985. 143 с.Ganiev I.N., Parkhutik P.A., Vakhobov A.V., Kupriyanova I.Yu. Modification of silumins with strontium. Minsk: Science and technology, 1985, 143 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.