Инд. авторы: Синёва С.И., Косяков В.И., Синякова Е.Ф., Новожилова О.С.
Заглавие: Кристаллизация квазибинарной эвтектики bnss-tss в системе cu-fe-ni-s
Библ. ссылка: Синёва С.И., Косяков В.И., Синякова Е.Ф., Новожилова О.С. Кристаллизация квазибинарной эвтектики bnss-tss в системе cu-fe-ni-s // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2018. - Т.20. - № 4. - С.650-658. - ISSN 1606-867X.
Внешние системы: DOI: 10.17308/kcmf.2o18.2o/64o; РИНЦ: 36653688;
Реферат: rus: Исследование посвящено изучению процессов зональной кристаллизации в четырехкомпонентной системе Cu-Fe-Ni-S, являющейся базовой при формировании медноникелевых сульфидных руд. Образец исходного состава (мол. %): Cu = 17.19, Fe = 19.05, Ni = 19.66, S = 44.10 синтезирован с применением метода квазиравновесной направленной кристаллизации. Результаты микроскопического исследования показали, что полученный слиток образован из 6 зон с разным фазовым и химическим составом. Основная часть слитка представлена зоной IV Образцы, вырезанные из этой зоны, исследовались методами дифференциального термического анализа (ДТА), растровой электронной микроскопии (СЭМ) и рентгено-спектрального микроанализа (РСМА). Микроскопические исследования позволили предположить, что слиток состоит из твердых растворов tss и bnss, но при дальнейшем охлаждении tss разложился на дочерние фазы. Однако эти данные можно трактовать и как кристаллизацию четверной эвтектики. Результаты ДТА исследования образцов позволили измерить температуры фазовых эффектов и однозначно установить образование бинарной эвтектики bnss-tss. Температура бинарной эвтектики (L → tss + bnss) составляет 578±1 °С (851±1 K). Температуры ликвидуса незначительно повышаются от 857±2 °С до 862±2 °С (113o±2 K -1135±2 K). Указанное изменение объясняется небольшими изменениями состава исследуемых образцов. Полученные результаты подтвердили адекватность и согласованной предложенной методики, сочетающей методы направленной кристаллизации, дифференциального термического анализа, растровой электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа при исследовании фазовых равновесий в многокомпонентных системах.
eng: In this paper we study the crystallisation processes of Cu-Fe-Ni-S quaternary system which is the basis for nickel-copper sulphide ores. Experimental sample of the initial bulk composition (% mol.): Cu = 17.19, Fe = 19.05, Ni = 19.66, S = 44.10 was synthesized using the quazi-equilibrium directional crystallization method. The results of the microscopy study have shown that the produced ingot consists of 6 zones with different phase and chemical compositions. The main part of the ingot is zone IV. The samples extracted from this zone were examined by methods of differential thermal analysis (DTA), scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive X-tay spectrometry (EDS). Microscopic studies suggest that the ingot in this zone is characterised by the coexistence of tenite and bornite solid solutions (tss and bnss correspondingly), but upon further cooling tss is subject to decomposition into daughter phases. The obtained data, though, can also be interpreted as the crystallization of the quaternary eutectic. The results of the DTA analysis of the samples have allowed us to determine the temperatures of the phase effects and prove the formation of a binary eutectic. The temperature of the binary eutectic (L → tss + bnss) is 578±1°C (851±1K). Liquidus temperatures increase slightly from 857±2°C till 862±2°C (1130±2K - 1135±2K). The deviation of liquidus temperatures can be accounted for by small compositional changes of the studied samples. The obtained results have also confirmed the adequacy and consistency of the proposed technique, combining methods of directional crystallisation, differential thermal analysis and scanning electron microscopy for studying the phase equilibria of multicomponent systems.
Ключевые слова: directional crystallization; eutectic; phase equilibria; Cu-Fe-Ni-S system; ДТА; направленная кристаллизация; эвтектика; фазовые равновесия; система Cu-Fe-Ni-S; Dta;
Издано: 2018
Физ. характеристика: с.650-658
Цитирование: 1. Косяков В. И., Синякова Е. Ф. // Геохимия, 2005, № 4, с. 415-428. 2. Косяков В. И., Синякова Е. Ф. // Геология и геофизика 2012, т. 53 № 9, с. 1126-1153. DOI: https://doi. org/10.1016/j.rgg.2012.07.003 3. Косяков В. И., Синякова Е. Ф., Дистлер В. В // Геология рудных месторождений, 2012, т. 54, № 3, с. 221-252. DOI: https://doi.org/10.1134/ s1075701512030051 4. Синякова Е. Ф., Косяков В. И. // Геология и геофизика, 2012, т. 53, № 10, с. 1374-1400. DOI: https://doi. org/10.1016/j.rgg.2012.08.007 5. Косяков В. И., Синякова Е. Ф. // Геология и геофизика, 2017, т. 58, № 10, с. 1528-1541. DOI: https://doi. org/10.1016/j.rgg.2016.12.010 6. Mackenzie R. C. Basic Principles and Historical Development. In: Mackenzie R. C. editor. Differential Thermal Analysis 1. Fundamental Aspects. New York: Academic Press, 1970, pp. 3-30. 7. Косяков В. И., Синякова Е. Ф. О строении диаграмм плавкости четырехкомпонентных систем // Журнал неорганической химии, 2017, т. 62, № 5, с. 577-585. DOI: https://doi.org/10.1134/s003602361705014x 8. Kosyakov V. I., Sinyakova E. F. // J. Therm. Anal. Calorim., 2014, vol. 115, № 1, pp. 511-516. DOI: https://doi. org/10.1007/s10973-013-3206-0 9. Kosyakov V. I., Sinyakova E. F. // J. Therm. Anal. Calorim., 2017, vol. 129, № 2, pp. 623-628. DOI: https:// doi.org/10.1007/s10973-017-6215-6 10. Sinyakova E. F., Kosyakov V I. // J. Therm. Anal. Calorim., 2013, vol. 111, № 1, pp. 71-76. DOI: https://doi. org/10.1007/s10973-011-2181-6 11. Sinyakova E. F. Kosyakov V. I. // J. Therm. Anal. Calorim., 2014, vol. 117, № 3, pp. 1085-1089. DOI: https:// doi.rg/10.1007/s10973-014-3911-3