ИСТИНА

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы термодинамического моделирования многокомпонентных систем Ag-In-Sn, Ag-In-Sb, Ag-Sn-Sb, In-Sn-Sb и Ag-In-Sn-Sb. Они представляют интерес, как оптоэлектронные материалы с узкой шириной запрещенной зоны и могут быть использованы в качестве приемников инфракрасного излучения. На решение поставленной задачи будет предложен разработанный авторами проекта метод термодинамического моделирования многокомпонентных систем. Авторами проекта создана программа обеспечения, позволяющая использовать прямой метод оптимизации для определения значений подбираемых параметров, тогда как в большинстве существующих программ используется косвенная оптимизация. Впервые для тройных систем будут найдены аналитические выражения энергий Гиббса фаз во всем интервале температур и составов. Четверная система Ag-In-Sn-Sb будет рассчитана методом термодинамического моделирования на основании полученных результатов четырех тройных подсистем Ag-In-Sn, Ag-In-Sb, Ag-Sn-Sb, In-Sn-Sb. Процедура минимизации энергии Гиббса систем позволит провести аналитическое описание термодинамических моделей всех изучаемых фаз, включая поверхности ликвидуса, солидуса, стехиометрические фазы и интерметаллические фазы переменного состава, интегральные функции теплот и энтропий образования. Процедура расчета термодинамических моделей фаз основана на минимизации энергии Гиббса систем. Для четверной системы Ag-In-Sn-Zn будут рассчитаны основные сечения и проекции квазитройных ликвидусов и набор квазитройных сечений четверной системы, определены нонвариантные точки. Знание фазовых диаграмм многокомпонентных систем позволит обоснованно выбирать состав сплава с заранее заданными свойствами.

The aim of this project is the solution of the fundamental problem of thermodynamic modeling of the Ag-In-Sn, Ag-In-Sb, Ag-Sn-Sb, In-Sn-Sb and Ag-In-Sn-Sb systems. They present an interest as optoelectronic materials with a narrow band gap and can be used as infrared detectors. To solve this problem, the authors developed method of thermodynamic modeling of multi- component systems. The authors of the project created a program that allows the use of a method of direct optimization. Analytical expressions for the Gibbs energy of phases will be obtained for the first time for ternary systems for the large range of the temperatures and compositions. The quadratic system Ag-In-Sn-Sb will be calculated by the method thermodynamic modeling based on the results of four triple subsystem Ag-In-Sn, Ag-In-Sb, Ag-Sn-Sb, In-Sn-Sb. The procedure of Gibbs energy minimization of the systems will allow to obtained an analytical description of thermodynamic models of all studied phases, including the liquidus, solidus, stoichiometric phases and intermetallic phases of variable composition, integral functions of heat and entropy of formation. The calculation procedure is based on Gibbs energy minimization. The quaternary Ag-In-Sn-Zn system will be calculated for the main sections and projections. The quasi-liquid liquids and a set of quasi-ternary cross sections and the invariant points of the quaternary system will be determined. Knowledge of phase diagrams of multicomponents systems will allow to choose more reasonable the compositions of the alloys with the predetermined properties.

1 год. Будет проведено термодинамическое моделирование двух трехкомпонентных подсистем Ag-In-Sb и Ag-Sn-Sb и 2-х компонентной подсистемы Sn-Sb. Для тройных подсистем будут получены аналитические описания энергии Гиббса, определены энтальпии, энтропии образования, поверхности ликвидуса, нонвариантные точки и вертикальные сечения фазовых диаграмм. Для подсистемы Sn-Sb будет подобрана адекватная термодинамическая модель и получены аналитические описания энергии Гиббса промежуточных фаз. 2 год. Будет проведено термодинамическое моделирование 3-х компонентных подсистем Ag-InSn и In-Sn-Sb, рассчитаны основные проекции поверхностей ликвидуса, нонвариантные точки и основные вертикальные сечения.

Термодинамическое описание не исследованных ранее систем Cu-In–Zn, Cu-In-Pb, In-Sn-Zn, InPb-Zn, Ag-Pd-Sn and Au-Cu-Sn впервые было проведено авторами проекта методом математического моделирования. Был предложен оригинальный метод расчета. Накопленный опыт термодинамического моделирования трехкомпонентных систем позволит успешно продолжить работу термодинамического описания многокомпонентных металлических систем заявленного проекта. 1. V.P. Vassiliev, V.A. Lysenko. Thermodynamic Evaluation of the Cu-In-Zn System. J. Alloys and Compounds 681 (2016) 606-612. 2. V.P. Vassiliev, V.A. Lysenko. Thermodynamic assessment of the Cu-In-Pb system. J. Alloys and Compounds 629 (2015) 326-331. 3. Vassiliev V.P., Lysenko V.A., Weiping Gong. New EMF Measurements and Thermodynamic Evaluation of the In-Pb-Zn System. J. Alloys and Compounds, 564 (2013) 49-54. 4. Lysenko V.A., Vassiliev V.P. Thermodynamic modeling of the In-Sn-Zn system. XIX International conference on chemical thermodynamics in Russia. RCCT-2013 Moscow, June 24-28, 2013, p.267. 5. Vassiliev V.P., Lysenko V.A., Sevastianova L.G., Panyushkin V.V., Buslov I.V. New thermodynamic data of the In-Pb-Sn-Zn system. XIX International conference on chemical thermodynamics in Russia.RCCT-2013 Moscow, June 24-28, 2013, p.329. 6. V.N. Kuznetsov, E.G. Kabanova: The Ag-Pd-Sn and Au-Cu-Sn systems: hard cases for polynomial model. Calphad 51 (2015) 346. 7. M.A. Kareva, E.G. Kabanova, V.N. Kuznetsov. Revision of assessment of the Pd-Sn binary: replacing of polynomial description of liquid by association model. Calphad 51 (2015) 381.

Будет проведено термодинамическое моделирование двухкомпонентной системы Sn -Sb и 4-x трехкомпонентных подсистем Ag-In-Sn, Ag-In-Sb, Ag-Sn-Sb, In-Sn-Sb и 4-х компонентной системы Ag-In-Sn-Sb. Будет получено аналитическое описание энергии Гиббса, значения энтальпии и энтропии образования всех промежуточных фаз, поверхности ликвидуса, нонвариантные равновесия и графики основных вертикальных разрезов.