ВЛИЯНИЕ ЦЕРИЯ НА ТЕМПЕРАТУРНУЮ ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОЕМКОСТИ И ИЗМЕНЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ СПЛАВА AlСu4,5Mg1

Применение алюминия и его сплавов как конструкционных материалов обусловлено их стойкостью к коррозии. Алюминиевые сплавы обладают высокой стойкостью к коррозии в атмосферных и морских условиях, в щелочных растворах и растворах кислот с малой плотностью, хорошо обрабатываются резанием. Высокая коррозионная стойкость алюминиевых сплавов в различных средах определяется образованием оксидной пленки, задерживающей коррозионный процесс. Высокая прочность сплавов системы Al – Сu – Mg связана с увеличением искажения кристаллической решетки с повышением содержания меди и магния в твердом растворе. Для повышения коррозионных и механических свойств в алюминиевые сплавы вводят добавки различных металлов. Одной из важнейших характеристик алюминиевых сплавов является теплоемкость. Знание теплоемкости и ее температурной зависимости имеет большое значение в исследованиях сплавов. В настоящей работе проведено изучение температурной зависимости теплофизических свойств и термодинамических функций алюминиевого сплава AlСu4,5Mg1 с церием. В работе применяется метод сравнения кривых охлаждения эталонного и исследуемого образцов с использованием алюминиевого эталона (алюминий А5N) в интервале 300 – 800 К. Впервые исследовано влияние добавки церия на теплофизические свойства и изменения термодинамических функций алюминиевого сплава AlСu4,5Mg1. Установлены математические модели, которые описывают температурную зависимость теплоемкости сплава от содержания церия и изменение термодинамических функций в указанном температурном диапазоне. С ростом температуры теплоемкость, энтальпия и энтропия сплавов увеличиваются, а значение энергии Гиббса уменьшается. Полученные характеристики и термодинамические функции алюминиевых сплавов AlСu4,5Mg1 с церием пополняют базы данных материалов и могут использоваться при проектировании деталей машин из указанных сплавов.

1. Альтман М.Б., Андереев А.Д., Бала-хонцев Г.А. и др. Плавка и литье алюминиевых сплавов. Москва: Ме-таллургия, 1983. 351 с.

2. Нильсен Х., Хуфнагель В., Ганулис Г. Алюминиевые сплавы (свойства, об-работка, применение). Москва: Металлургия, 1979. 678 с.

3. Луц А.Р., Суслина А.А. Алюминий и его сплавы. Самара: Самарский гос. тех. Уни-верситет, 2013. 81 с.

4. Белецкий В.М., Кривов Г.А. Алюми-ниевые сплавы (состав, свойства, технология применение). Киев: «КОМИНТЕХ», 2005. 365 с.

5. Промышленные алюминиевые сплавы / С.Г. Алиева, М.Б. Алтьман, С.М. Амбарцумян и др. Москва: Металлургия, 1984. 527 с.

6. Фридляндер И.Н. Высокопрочные дефор-мируемые алюминиевые сплавы. Москва: Оборонгиз, 1960. 291 с.

7. Shikun X., Rongxi Y., Zhi G., Xiang X., Chagen H., Xiuyan G. Effects of rare earth Ce on casting properties of Al-4.5Cu Alloy // Advanced Materials Research. 2010. Vol. 136. P. 1–4. https://doi.org/ 10.4028/www.scientific. net/AMR.136.1

8. Chaubey A.K., Mohapatra S., Jayasankar K., Pradhan S.K., Satpati B., Sahay S.S., Mishra B.K, Mukherjee P.S. Effect of cerium addition on microstructure and mechanical properties of Al-Zn-Mg-Cu alloy // Transactions of The Indian Institute of Metals. 2009. Vol. 62. No. 6. P. 539–543.

9. Grȍbner J., Mirkovic D., Schmid-Fetzer R. Thermodynamic Aspects of the constitution, grain refining, and solidification enthalpies of Al–Ce–Si alloys // Metallurgical and Materials Transactions A. 2004. Vol. 35. P. 33–49.

10. Игишева А.Л., Соболева Э.Г. Измерение удельной теплоемкости твердого тела методом монотонного охлаждения. В кн.: Современное состояние и проблемы есте-ственных наук. Сб. трудов 2-й Всероссий-ской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, г. Юрга, 4-5 июня 2015 г. Томск: ТПУ, 2015. С. 74–78.

11. Киров С.А., Козлов А.В., Салецкий А.М., Харабадзе Д.Э. Измерение теплоемкости и теплоты плавления методом охлаждения. Москва: ООП Физический факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, 2022, 26 с.

12. Тарсин А.В., Костерин К.С. Определение теплоемкости металлов методом охлаждения. Лабораторные занятия. Ухта: УГТУ, 2014. 98 с.

13. Рогачев Н.М., Гусева С.И. Определение удельной теплоемкости твердых тел. Самара: СГАУ им. С.П. Королёва, 2012. 115 с.

14. Бодряков В.Ю. О корреляции температурных зависимостей теплового расширения и теплоемкости вплоть до точки плавления тугоплавкого металла: молибден // Теплофизика высоких тем-ператур. 2014. Т. 52. № 6. С. 863–868. https://doi.org/10.7868/ S004036441404005X

15. Кокин С.М., Стоюхин С.Г., Мухин С.В. Постановка лабораторной работы «Определение удельной теплоемкости металла методом охлаждения». В кн: Сборник научных трудов XXVII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы учебного физического эксперимента». Глазов: ГГПИ им. В.Г. Короленко, 2022. С. 49–51.

16. Антонов Е.А., Соболев В.В. Определение удельной теплоемкости металлов методом охлаждения. Ижевск: ИГТУ им. М.Т. Калашникова, 2015. 24 с.

17. Ростокин В.И. Исследование зависимости теплоемкости металлов от температуры // Физическое образование в ВУЗах. 2011. Т. 17. № 3. С. 54–65.

18. Ганиев И.Н., Аминбекова М.С., Окилов Ш.Ш. Температурная зависимость теплоемкости и изменений термодинамических функций свинцово-сурьмяного сплава ССу3, легированного кадмием // Материаловедение. 2023. № 1. С. 3–8.

19. Ганиев И.Н., Ширинов М.Ч., Олимов Н.С., Иброхимов Н.Ф. Модифицирушее влияние кальция, стронция и бария на температурную зависимость теплоемкости и изменений термодинамических функций алюми-ниевого сплава АК9 // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2022. № 4. С. 67–78.

20. Ганиев И.Н., Шоназаров Р.С., Элмурод А., Файзуллоев У.Н., Ходжаназаров Х.М. Влияние добавок стронция на теплоемкость и термодинамические функции алюминиевого сплава AlCu4.5Mg1 // Вестник Казанского государственного технического уни-верситета им. А.Н. Туполева. 2022. № 3. С. 35–42.

21. Худойбердизода С.У., Ганиев И.Н., Эшов Б.Б., Отаджонов С.Э., Муллоева Н.М. Температурная зависимость теплоемкости и изменений термодинамических функций свинцово-сурьмяного сплава CCу3, легированного теллуром // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2022. № 4. С. 3–10.

22. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Москва: Металлургия, 1989. С. 384 .

23. Равдель А.А. Краткий справочник физико-химических величин. Москва: ТИД «АРИС», 2010. 240 с.