Title

SIMPLIFICAÇÃO DA OTIMIZAÇÃO TERMODINÂMICA DO SISTEMA Ti-Si

SIMPLIFICATION OF THE THERMODYNAMIC OPTIMIZATION Ti-Si SYSTEM

Authorship

Fiore, Marina; Beneduce, Flávio; Azevedo, Cesar Roberto de Farias

Fiore, Marina

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Beneduce, Flávio

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Azevedo, Cesar Roberto de Farias

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DOI

10.5151/1516-392X-27090

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Abstract

As otimizações termodinâmicas de sistema ternários ou de maior ordem contendo titânio necessitam que os sistemas binários Ti-X estejam consistentemente definidos e otimizados. O sistema Ti-Si já foi amplamente estudado e otimizado termodinamicamente. Um dos seus compostos intermediários, a fase Ti5Si3, foi inicialmente considerada estequiométrica nas primeiras otimizações termodinâmicas para facilitar os cálculos, embora os resultados experimentais confirmassem a sua não estequiométrica. A otimização mais recente modelou esta fase como sendo não-estequiométrica com 3 sub-redes. A solubilidade foi considerada em duas das três sub-redes, uma na sub-rede do Si e outra na sub-rede do Ti. O problema dessa abordagem é que ela pode aumentar significativamente o número de variáveis a serem otimizadas no cálculo de sistemas ternários Ti-Si-X, dificultando assim a sua convergência durante processamento computacional. O presente trabalho simplifica a otimização do sistema Ti-Si, considerando que o Ti5Si3 é sempre hiper-estequiométrico somente em relação ao Ti. Deste modo, mantêm três sub-redes, mas elimina-se a ocupação do Si na sub-rede do Ti. Os resultados mostram que esta simplificação não afetou significativamente o valor das propriedades termodinâmicas do sistema.

The thermodynamic optimization of ternary or higher order systems containing titanium requires that the Ti binary systems are consistently defined and optimized. The Ti-Si system has been widely studied and optimized thermodynamically. The Ti5Si3 was initially considered stoichiometric to facilitate the thermodynamic calculations, although the experimental results showed that this phase was a non-stoichiometric intermetallic. The most recent optimization of the Ti-Si system described this phase using the sub-lattice model as non-stoichiometric intermetallic containing 3 sublattices. The problem of this approach is that it increases considerably the number of variables to be optimized during the calculation of the Ti-Si-X phase diagrams, hindering the convergence of the computational processing. The present work simplifies the optimization of the Ti-Si system, assuming that Ti5Si3 is mostly hyper-stoichiometric with respect to Ti. The results show that this simplification does not affect significantly the values of the thermodynamic properties of the system.

Keywords

Ti-Si, Otimização termodinâmica, Thermocalc, Parrot

Ti-Si, Thermodynamic optimization, Thermocalc