Determination of the transition of eutectic to peritectic folding in the Cu(Ni)–Fe–S system by the method of directional crystallization of the melt

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Theoretical analysis of the process of quasi-equilibrium directed crystallization of a three-component melt is carried out in this paper. The change in the composition of phases at each of the sample sites and the phase composition transformation for different types of phase reactions are considered. It is shown that at directional crystallization there are possible cases of transition of eutectic reaction to peritectic reaction at lowering of temperature. The directional crystallization of Fe 29.96, Cu 21.55, Ni 2.01, S 46.49 at. % melt was carried out. Since nickel was present in the ingot in the form of impurities dissolved in the phases of the Cu-Fe-S system, it is possible to consider the behavior of the melt belonging to this three-component system when interpreting the data. As a result of which a sample with three zones has been obtained: single-phase from FezS1±d (Poss), two-phase from eutectic mixture of Poss and (Cu,Fe)1+xS (Iss) and single-phase from Iss. During the transition from one zone to the next, the average composition of the solid phase changes discontinuously, while the compositions of the melt and solid solutions present in neighbouring zones change continuously. These results are consistent with theoretical representations.

全文:

受限制的访问

作者简介

E. Sinyakova

Sobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: efsin@igm.nsc.ru
Novosibirsk

I. Vasilieva

Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: efsin@igm.nsc.ru
俄罗斯联邦, Novosibirsk

参考

  1. Федоров П.П. // Журн. физ. химии. 1999. Т. 73. № 9. С. 1545.
  2. Федоров П.П. // Журн. неорган. химии. 2021. T. 66. № 4. C. 510. [Fedorov P.P. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 4. P. 550. https://doi.org/10.31857/S0044457X21040103
  3. Халдояниди К.А. Фазовые диаграммы гетерогенных систем с трансформациями / Отв. ред. Кузнецов Ф. А. Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2004. 382 с.
  4. Простакова В.А., Ломако М.О., Восков А.Л. и др. // Вестник МГУ. Сер. Хим. 2010. Т. 2. № 51. С. 81.
  5. Восков А.Л., Коваленко Н.А., Куценок И.Б., Успенская И.А. // Журн. физ. химии. 2019. Т. 93. № 10. С. 1445.
  6. Луцык В.И. Анализ поверхности ликвидуса тройных систем / Отв. ред. Мохосоев М.В. М.: Наука, 1987. 150 с.
  7. Воробьева В.П., Луцык В.И., Парфенова М.Д. // Журн. неорган. химии. 2023. T. 68. № 1. C. 77. https://doi.org/10.31857/S0044457X22600852
  8. Луцык В.И., Воробьева В.П., Сумкина О.Г. // Журн. неорган. химии. 2000. Т. 45. № 5. С. 861.
  9. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. // Журн. неорган. химии. 2017. Т. 62. № 5. С. 577.
  10. Косяков В.И., Шестаков В.А. // Журн. неорган. химии. 2017. Т. 62. № 3. С. 314. [Kosyakov V.I., Shestakov V.A. // Rus. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. No. 6. P. 795. https://doi.org/10.7868/S0044457X17060125]
  11. Косяков В.И., Шестаков В.А., Грачев Е.В. // Журн. физ. химии. 2019. Т. 93. № 11. С. 1652.
  12. Косяков В.И. // Журн. физ. химии. 2019. Т. 93. № 9. C. 1283.
  13. Шестаков В.А., Косяков В.И., Грачев Е.В. // Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 6. С. 807.
  14. Шестаков В.А., Косяков В.И. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 3. С. 377.
  15. Шестаков В.А., Грачев Е.В. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 4. С. 492.
  16. Косяков В.И., Буждан Я.М., Шестаков В.А. Сб. Неформальные математические модели в химической термодинамике. Новосибирск: Наука, 1991. С. 130.
  17. Косяков В.И. // Сибирский хим. журнал. 1993. Вып. 3. С. 56.
  18. Косяков В.И. // Геология и геофизика. 1998. Т. 39. № 9. С. 66.
  19. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. // Журн. неорган. химии. 2004. Т. 49. № 7. С. 1170.
  20. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. // Журн. неорган. химии. 2011. Т. 56. № 5. С. 830.
  21. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. // Неорган. материалы. 2011. Т. 47. № 6. С. 738.
  22. Kosyakov V.I., Sinyakova E.F. // J. Therm. Anal. Calorim. 2014. V. 115. № 1. P. 511. https://doi.org/10.1007/s10973-013-3206-0
  23. Sinyakova E.F., Kosyakov V.I. // J. Therm. Anal. Calorim. 2014. V. 117. № 3. P. 1085. https://doi.org/10.1007/s10973-017-6215-6
  24. Kosyakov V.I., Sinyakova E.F. // J. Therm. Anal. Calorim. 2017. V. 129. № 2. P. 623. https://doi.org/10.1007/s10973-017-6215-6
  25. Синякова Е.Ф., Косяков В.И., Кох К.А., Наумов Е.А. // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 11. С. 1577.
  26. Kosyakov V.I., Sinyakova E.F., Kokh K.A. // J. Therm. Anal. Calorim. 2020. V. 139. № 6. P. 3377. https://doi.org/10.1007/s10973-019-08701-y
  27. Рябчиков И.Д. Термодинамический анализ поведения малых элементов при кристаллизации силикатных расплавов. М.: Наука, 1965.120 с.
  28. Аносов В.Я., Озерова М.И., Фиалков Ю.Я. Основы физико-химического анализа. М.: Наука, 1978. 504 с.
  29. Элерс Э. Интерпретация фазовых диаграмм в геологии. М.: Мир, 1975. 300 с.
  30. Петров Д.А. Тройные системы. М.: Наука, 1953. 128 с.
  31. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 9. С. 1126.
  32. Косяков В.И., Синякова Е.Ф. // Геохимия. 2005. № 4. С. 415.
  33. Алабужев Б.А. // Экспериментальные исследования по минералогии (1968–1969 гг.). Новосибирск: Изд-во Ин-та геологии и геофизики, 1969. C. 168.
  34. Лаврентьев Ю.Г., Карманов Н.С., Усова Л.В. // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 8. С. 1473.
  35. Schlegel H., Sehüller A. // Z. Metallkd. 1952. Bd. 43. № 12. P. 421.
  36. Greig J.W., Jensen E., Merwin H.E. // Carnegie Inst. Wash. Year Book. 1955. V. 54. P. 129.
  37. Косяков В.И. // Журн. неорган. химии. 2008. Т. 53. № 6. C. 1020.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Relative location of the monovariant line and the conode triangle during monovariant eutectic (a) and peritectic (b) reactions, c – transition of the eutectic reaction (melt composition L1) to peritectic (L3) through the transition point (L2). Phases  and  of constant composition are in equilibrium with the melt. The arrows show the direction of the temperature decrease. Single and double arrows indicate eutectic and peritectic folds.

下载 (677KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Trajectory of the melt composition (dashed line) during directional crystallization of sample L0 when it hits the peritectic (a) and eutectic (b) folds separating the regions of primary crystallization of phases  and .

下载 (350KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Monovariant line with transition point L on the line between the regions of primary crystallization of phases  and  and the trajectory of the melt composition during directional crystallization; a - peritectic fold transforms into eutectic, b - eutectic fold transforms into peritectic.

下载 (497KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Scheme of the primary zoning of the sample (a) and its microstructure in reflected light (b) and reflected electrons (c). Phases formed from the melt: Poss—pyrrhotite solid solution FezS1±, Iss—intermediate solid solution (Cu,Fe)1+xS. Phases formed during subsolidus reactions: Poss ′ - low-temperature pyrrhotite solid solution, Iss ′ - low-temperature intermediate solid solution, Cbn - cubanite CuFe2S3, Pn - pentlandite (Fe, Ni)9S8, Bn - bornite Cu5FeS4, Hc - heycockite Fe5Cu4S8. Black—cracks in the sample.

下载 (2MB)
索引源数据
6. Fig. 5. Change in the concentration of copper, iron and sulfur in the sulfide melt (L) and solid phases (Poss, Iss) in three zones of the sample to g = 0.65. Open circles show the average concentrations of components in the melt, closed circles - in solid phases. The dashed horizontal line shows the concentration of the component in the initial melt, the dashed vertical lines separate the Poss || zones. Poss + Iss || Iss.

下载 (776KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».