ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ЦИНКА НА ТЕМПЕРАТУРНУЮ ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОЕМКОСТИ И ИЗМЕНЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ СВИНЦОВО-СУРЬМЯНОГО СПЛАВА ССу3

Сплавы на основе свинца обладают высокой теплопроводностью и соответствуют предъявляемым потребителями требованиям по ударным нагрузкам. Некоторые изделия из сплавов на основе свинца имеют однородную зернистую структуру, поэтому их можно использовать при больших нагрузках и низких постоянных скоростях. Важнейшими физическими характеристиками свинцовых сплавов являются теплоемкость и термодинамические функции. Термодинамические и теплофизические свойства свинца и его сплавов – предмет многочисленных экспериментальных и теоретических исследований. Имеющиеся экспериментальные данные включают измерения теплоемкости, энтальпии, энтропии и энергии Гиббса при нормальном давлении в диапазоне температур 298,15 – 550 К. В настоящей работе удельная теплоемкость и термодинамические функции свинцово-сурьмяного сплава ССу3, легированного цинком, определялись в режиме «охлаждения» по известной теплоемкости эталонного образца из свинца марки С00. Путем обработки кривых скоростей охлаждения образцов из сплава ССу3 с цинком и эталона получены полиномы, описывающие их скорости охлаждения. С использованием скорости охлаждения исследуемых образцов и эталона и их массы рассчитана удельная теплоемкость свинцово-сурьмяного сплава ССу3 с цинком в зависимости от температуры. Показано, что с ростом температуры и содержания цинка теплоемкость, энтальпия и энтропия сплавов растут, а значение энергии Гиббса уменьшается. При увеличении содержания цинка теплоемкость и энергия Гиббса сплавов увеличиваются. Добавки цинка незначительно влияют на изменения энтальпии и энтропии сплава ССу3.

1. Vasilevskii P.A., Moskalev S.A., Zheleznyak L.M., Golovanov S.A. Organization of high quality lead-antimony shot production // Metallurgist. 2015. Vol. 58. No. 9-10. P. 831–834.

2. Garkushin G.V., Savinykh A.S., Razorenov S.V., Kanel’ G.I., Ignatova O.N., Podurets A.M., Tkachenko M.I. Effect of thermal treatment on the hugoniot elastic limit and spall strength of the preeutectic Pb–2.77 % Sb alloy // The Physics of Metals and Metallography. 2020. Vol. 121. No. 11. P. 1119 – 1125.

3. Liu H.T., Yang C.X., Liang H.H., Yang J., Zhou W.F. The mechanisms for the growth of the anodic Pb(II) oxides films formed on Pb-Sb and Pb-Sn alloys in sulfuric acid solution // Journal of Power Sources. 2002. Vol. 103. No. 2. P. 173–179. https://doi.org/ 10.1016/S0378-7753(01)00839-4

4. Mansimova Sh.H., Mirzoeva R.J., Mashadiyeva L.F., Babanly M.B. Thermodynamic properties of lead-antimony selenides // Applied Solid State Chemistry. 2018. No. 4. P. 104–111. https://doi.org/ 10.18572/2619-0141-2018-4-5-104-111

5. Rosalbino F., Scavino G., Carlini R., Zanicchi G. Microstructural characterization and corrosion behavior of lead, bismuth and antimony tellurides prepared by melting // Journal of Alloys and Compounds. 2013. Vol. 567. P. 26–32. https://doi.org/ 10.1016/j.jallcom.2013.03.071

6. Arkhipov P.A., Grishenkova O.V., Kholkina A.S. Thermodynamic characteristics of liquid metallic al-loys containing lead, antimony and bismuth // Jour-nal of Molecular Liquids. 2021. Vol. 335. P. 116–171. https://doi.org/ 10.1016/j.molliq.2021.116071

7. Buongiorno J., Loewen E.P., Czerwinski K., Larson C. Studies of polonium removal from molten lead-bismuth for lead-alloy – cooled reactor applications // Nuclear Technology. 2004. Vol. 147. No. 3. P. 406–417. https://doi.org/ 10.13182/NT04-A3539

8. Zhang S.T., Kong F.P., Muller R.H. Effect of ion implantation on the corrosion behavior of lead and a lead-antimony alloy // Journal of the Electrochemical Society. 1994. Vol. 141. No. 10. P. 2677–2681. https://doi.org/ 10.3390/coatings10040313

9. Shiota M., Kameda T., Matsui K., Hirai N., Tanaka T Electrochemical properties of lead dioxides formed on various lead alloy substrates // Journal of Power Sources. 2005. Vol. 144. No. 2. P. 358–364.

10. Li N. Lead-alloy coolant technology and materials – technology readiness level evaluation // Progress in Nuclear Energy. 2008. Vol. 50. No. 2-6. P. 140–151. https://doi.org/ 10.1016/j.pnucene.2007.10.016

11. Антонов Е.А., Соболев В.В. Определение удель-ной теплоемкости металлов методом охлаждения. Учебно-методическое пособие. Ижевск: ИжГТУ, 2015. 24 с.

12. Менлиев Ш., Гуллыева А., Спиридонов А. Определение теплоемкости металлов методами нагрева и охлаждения. В кн: Сборник научных трудов студентов. Элиста: КалмГУ, 2020. 119 – 121 c.

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

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

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

16. Рогачев Н.М., Гусева С.И. Определение удельной теплоемкости твердых тел. Ме-тод. указания к лабор. работе № 1-23. Самара: СГАУ им. С.П. Королёва, 2012. 115 с.

17. Худойбердизода С.У., Ганиев И.Н., Отаджонов С.Э., Эшов Б.Б., Якубов У.Ш. Влияние меди на теплоемкость и изменения термодинамических функций свинца // Теплофизика высоких тем-ператур. 2021. Т. 59. № 1. С. 55–61. https://doi.org/10.31857/ S0040364421010099

18. Ганиев И.Н., Муллоева Н.М., Обидов Ф.У., Иброхимов Н.Ф. Температурная зависимость теплоемкости и термо-динамических функций сплавов системы Pb-Ca // Теплофизика высоких температур. 2014. Т. 52. № 1. С. 147–150. https://doi.org/10.7868/ S0040364414010098

19. Наврузов Х.П., Ганиев И.Н., Амонулло Х., Эшов Б.Б., Муллоева Н.М. Влияние добавок кадмия на теплофизические свойства и термодинамические функции свинца // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т. 18. № 3. С. 42–49. https://doi.org// 10.18503/1995-2732-2020-18-3-42-49

20. Ганиев И.Н., Ниёзов О.Х., Сафаров А.Г., Муллоева Н.М. Влияние стронция на теп-лоёмкость и изменение термодинамических функций свинцового сплава ССу3 // Известия Санкт-Петербургский государственный технический институт (технологический университет). 2018. № 47. С. 36–42.