Фазовая диаграмма системы LiCl-PrCl3-KCl эвтектического типа с выклинивающимся ликвидусом бинарного соединения

По опубликованным экспериментальным данным (фазовым диаграммам трех бинарных систем, четырем изотермическим разрезам и термограммам 33 сплавов) построена пространственная (трехмерная – 3D) компьютерная модель фазовой диаграммы LiCl-PrCl₃-KCl. Показано, что в общем случае ее формируют 66 поверхностей и 27 фазовых областей, однако вследствие пренебрежимо малой растворимости исходных хлоридов и стехиометричности двух бинарных соединений в реальности она состоит из 31 поверхности и 14 фазовых областей. Оценкой качества полученной 3D-модели служит сравнение модельных и исходных изотермических разрезов и расчет функций отклика для 33 сплавов со значениями температур на границах областей первичной кристаллизации, приведенными на термограммах. Геометрическое строение фазовой диаграммы LiCl-PrCl₃-KCl рассматривается также как иллюстрация особенностей тройных систем эвтектического типа в зависимости от природы образующихся в них двойных соединений.

1. Двойная система LiCl-KCl / А. С. Басин [и др.] // Журн. неорг. химии. – 2008. – Т. 53, № 9. – С. 1611–1613.

2. Galashev, A. Y. Processing of Fast Neutron Reactor Fuel by Electrorefining: Thematic overview / A. Y. Galashev // Int. J. Energy Res. – 2020. – Vol. 45, № 8. – С. 11459–11478. https://doi.org/10.1002/er.6267

3. Electrochemical studies based on the extraction of Zr on Cu electrode in the LiCl-KCl molten salt / L. Ding [et al.] // Sep. Purif. Technol. – 2021. – Vol. 279. – P. 119683. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.119683

4. Kim, I.-S. Phase diagrams for binary systems, NdCl3-LiCl and PrCl3-LiCl / I.-S. Kim, Y. Okamoto. – Tokai: Japan atomic energy research inst., 1999. – 16 p.

5. Seifert, H. J. Stability of Double Chlorides in the Systems ACl/PrCl3 (A = Na, Cs) / H. J. Seifert, J. Sandrock, J. Uebach // Z. Anorg. Allg. Chem. – 1987. – Vol. 555, iss. 12. – P. 143–153. https://doi.org/10.1002/zaac.19875551215

6. Seifert, H. J. Ternary chlorides of the trivalent early lanthanides. Phase diagrams, crystal structures and thermodynamic properties / H. J. Seifert // J. Therm. Anal. Calorim. – 2002. – Vol. 67. – P. 789–826. https://doi.org/10.1023/A:1014341829611

7. Халдояниди, К. А. Фазовые диаграммы гетерогенных систем с трансформациями / К. А. Халдояниди. – Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2004. – 382 с.

8. Ghosh, S. Thermochemical Studies of Alloys and Molten Halide Salts of Relevance to Pyrochemical Reprocessing of Metallic Fuel [Electronic resource] / S. Ghosh. – Homi Bhabha National Institute, 2016. – Made of access: https://shodhganga.inflibnet.ac.in/handle/10603/308733.

9. Study of phase equilibria in LiCl-KCl-PrCl3 pseudo-ternary system / S. Ghosh [et al.] // Thermochim. Acta. – 2017. – Vol. 653. – P. 16–26. https://doi.org/10.1016/j.tca.2017.03.024

10. Парфенова, М. Д. 3D компьютерная модель T–x–y диаграммы Ag–Cu–Ni: Верификация разрезов в Атласе фазовых диаграмм для бессвинцовых припоев / М. Д. Парфенова, В. П. Воробьева, В. И. Луцык // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2021. – Т. 57, № 1. – С. 15–24. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2021-57-1-15-24

11. Парфенова, М. Д. Оценка влияния разложения твердого раствора алюминия на геометрическое строение изобарной фазовой диаграммы Al-Sn-Zn / М. Д. Парфенова, В. П. Воробьева, В. И. Луцык // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. – 2022. – Т. 58, № 2. – С. 149–157. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2022-58-2-149-157

12. Vogel, R. Die heterogenen Gleichgewichte / R. Vogel. – Leipzig: Akademischeverlagellesschaft, 1959. – 727 S.

13. Аносов, В. Я. Основные начала физико-химического анализа / В. Я. Аносов, С. А. Погодин. – М., Л.: Изд-во АН СССР, 1947. – 876 с.

14. Аносов, В. Я. Основы физико-химического анализа / В. Я. Аносов, М. И. Озерова, Ю. С. Фиалков. – M.: Наука, 1976. – 504 c.

15. Райнз, Ф. Диаграммы фазового равновесия в металлургии / Ф. Райнз. – М.: Металлургиздат, 1960. – 369 с.

16. Prince, A. Alloy Phase Equilibria / A. Prince. – Amsterdam – London – New York: Elsеvier Publ. Comp., 1966. – 290 р.

17. Петров, Д. А. Двойные и тройные системы / Д. А. Петров. – М.: Металлургия, 1986. – 256 с.

18. Захаров, А. М. Диаграммы состояния двойных и тройных систем / А. М. Захаров. – М.: Металлургия, 1990. – 240 с.

19. Lutsyk, V. I. Reference Book on the Oxide Systems Space Diagrams as a Tool for Data Mining / V. I. Lutsyk, V. P. Vorob'eva, A. E. Zelenaya // Solid State Phenomena. – 2015. – Vol. 230. – P. 51–54. doi: 10.4028/www.scientific.net/SSP.230.51

20. Воробьева, В. П. Фазовые диаграммы состояния трех- и четырехкомпонентных систем: от топологии к компьютерным моделям: дис. … д-ра физ.-матем. наук: 02.00.04/ В. П. Воробьева. – Тюмень, 2012.– 354 с.

21. Вечер, A. A. Местоположение линий эвтектики в тройных системах / A. A. Вечер // Докл. АН БССР. – 1983. – Т. 27, № 1. – С. 59–62.