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Thermodynamic activity of zinc in dilute zinc-tin alloys by torsion-effusion method

Authors
Journal
Acta Metallurgica
0001-6160
Publisher
Elsevier
Publication Date
Volume
19
Issue
8
Identifiers
DOI: 10.1016/0001-6160(71)90136-2
Disciplines
  • Chemistry
  • Mathematics
  • Physics

Abstract

Résumé Cette étude utilise une méthode de torsion-effusion différente des autres méthodes de torsion-effusion données dans la littérature pour mesurer l'activité thermodynamique. Les auteurs ont porté leur attention particulièrement sur le gradient de concentration du soluté qui se développe au cours d'un cycle expérimental. Ces différences de concentration peuvent être calculées par résolution de l'équation différentielle partielle correspondant à la deuxième loi de Fick avec des conditions aux limites connues. De cette façon, la concentration du soluté à l'interface gaz-solide peut être déterminée et utilisée dans les calculs suivants plutôt que la concentration moyenne dans le solide. L'ignorance de ce gradient de concentration peut entraîner des erreurs sur les valeurs thermodynamiques. Des mesures de la pression partielle du soluté volatil Zn, en fonction du temps, dans les alliages dilués ZnSn, pour des concentrations inférieures à 5% at. Zn ont été obtenues à 772°K. A partir de ces résultats et de la distribution de la concentration de Zn calculée au cours de l'effusion en utilisant le coefficient de diffusion de Zn connu donné dans par Ma et Swalin, le coefficient d'activité et le paramètre de self-interaction de Wagner ont été déterminés. Les valeurs expérimentales de γZn pour les solutions diluées sont en bon accord avec celles données par la littérature pour les concentrations de Zn plus élevées. Les auteurs trouvent que, à l'intérieur des limites d'erreur expérimentale, In γZn augmente quand la concentration de Zn diminue. L'intersection de la courbe pour Sn pur donne la valeur limite du coefficient d'activité de Zn, γ 0 zn = 2,20 ± 0,10, alors que la pente donne le paramètre de self-interaction de Wagner εzn Zn = −2,4 ± 1,0. La comparaison avec la valeur εzn Zn = −1,6 prévue par le modèle d'une solution correspondant à une distribution au hasard montre un accord satisfaisant. Comme les solutions ZnSn ne dévient pas fortement du comportement idéal, la valeur prévue εzn Zn = −1,8 par la première approximation de l'approche quasi-chimique diffère peu de celle du modèle d'une solution correspondant à une distribution au hasard. Les auteurs montrent également en appendice qu'une valeur approchée de D pour le composant qui offuse peut être obtenue en utilisant la méthode ci-dessus quand cette valeur est inconnue.

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