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Erschienen in: Journal of Materials Science 1/2013

01.01.2013

Experimental study and thermodynamic modelling of the ternary Al–Fe–Ta system

verfasst von: V. T. Witusiewicz, A. A. Bondar, U. Hecht, V. M. Voblikov, N. I. Tsyganenko, O. S. Fomichov, M. V. Karpets, V. M. Petyukh, T. Y. Velikanova

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 1/2013

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Abstract

In the present article, a thermodynamic description of the ternary Al–Fe–Ta system is proposed, being obtained by CALPHAD modelling based on assessed experimental information from literature and our own experimental results. Dedicated experiments were performed to complement literature data on phase equilibria and thermodynamic properties. As-cast and annealed samples were prepared and analysed by means of SEM/EDS, XRD, DTA and DSC techniques, as well as isoperibolic dissolution calorimetry. The experiments revealed that three binary phases have large ternary extensions: the C14 Laves phase based on TaFe2 dissolves up to about 56 at.% Al, the μ or D85 phase dissolves up to about 39 at.% Al and the σ phase based on Ta2Al dissolves up to 12 at.% Fe. The ternary ordered Heusler phase L21 (the MnCu2Al crystal structure type) is modelled as a stable phase such that it forms through a second-order ordering process at 1122 K from the ordered B2 phase of composition Ta0.04Fe0.50Al0.46 involving the substitution of Al with Ta atoms and reaches TaFe2Al stoichiometry at ambient temperatures. The elaborated thermodynamic description was applied to calculate selected phase equilibria as to provide a comparison between calculated and experimental results. The calculations are shown to reproduce reasonably the experimental data.

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Fußnoten
1
The A2, B2, D03 and L21 phases in para- and ferromagnetic states are treated as different phases due to dissimilar point group symmetry. To distinguish between the different states, the ferromagnetic state is marked with superscript ‘fm’ throughout the article. The back slash ‘\’ denotes crossing of a phase boundary.
 
2
In Figs. 1, 2 and 3, the microstructures in columns are presented in increasing of Al content.
 
3
The continuous transformations are characterized by singularities in the thermodynamic functions that in phase diagrams occur at critical points or along critical lines or surfaces [40, 44].
 
Literatur
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Zurück zum Zitat Lukas HL, Henig E-T, Petzow G (1986) Z Metallkde 77:360 Lukas HL, Henig E-T, Petzow G (1986) Z Metallkde 77:360
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Metadaten
Titel
Experimental study and thermodynamic modelling of the ternary Al–Fe–Ta system
verfasst von
V. T. Witusiewicz
A. A. Bondar
U. Hecht
V. M. Voblikov
N. I. Tsyganenko
O. S. Fomichov
M. V. Karpets
V. M. Petyukh
T. Y. Velikanova
Publikationsdatum
01.01.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 1/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-6755-x

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