Материалы на основе системы Ti-Al, легированные микродобавками металлов IIIВ и IVВ групп тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Каракчиева Наталья Ивановна

• Каракчиева Наталья Ивановна
• доктор наук
• 2025

Оглавление диссертации доктор наук Каракчиева Наталья Ивановна

ВВЕДЕНИЕ

1 ПОДХОДЫ К ПОЛУЧЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ТьА1, ОСОБЕННОСТИ ИХ ФАЗОВЫХ ДИАГРАММ

1.1 Свойства и применение сплавов на основе системы ТьА1, легированных металлами ШВ и 1УВ групп фс, ^ Ш, Dy, Но, Ег, 7г, Hf)

1.2 Характеристика фазовых диаграмм ТьА1, легированных металлами ШВ и 1УВ групп ^с, Y, Ш, Dy, Но, Ег, 7г, Н1) методы их построения

1.3 Обзор современных фазовых диаграмм систем ТьА1, легированных микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп ^с, Y, Nd, Dy, Но, Ег, 7г, Н1}

1.4 Выводы к главе

2 МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДОЛОГИЯ РАБОТЫ

2.1 Характеристика исходных материалов

2.2 Гидридная технология получения сплавов на основе системы ТьА1, легированной микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп ^с, Y, Dy, Но, Ег, 7г, Н)

2.3 Методы исследования структурно-фазового состояния сплавов трехкомпонентных систем ТьА1, Т1-А1, легированных микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп (Sc, Y, Nd, Dy, Но, Ег, 7г, Щ

2.3.1 Методы расчетов и моделирования кристаллической структуры трехкомпонентных систем

2.3.2 Определение фазового состава и структуры объектов

2.4 Методология диссертационной работы

2.5 Выводы к главе

3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА, СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ ТьА!

3.1 Кристаллографические параметры соединений системы ТьН

3.2 Параметры элементарных ячеек в соединениях на основе системы ТьА1 при введении металла ШВ или 1УВ группы ^с, Y, Ш, Dy, Но, Ег, 7г, Hf)

3.3 Моделирование трехкомпонентных фазовых диаграмм системы ТьА1 с металлами ШВ и 1УВ групп (Sc, Y, Nd, Dy, Но, Ег, 7г, Hf)

3.4 Термодинамическое моделирование фазовых диаграмм системы ТьА1 при добавлении металлов ШВ и 1УВ групп ^с, Y, Ш, Dy, Но, Ег, 7г, Н1}

3.5 Анализ типов химических связей в двойных и тройных соединениях на основе сплава системы ТьА1, легированных металлами ШВ и 1УВ групп

3.6 Выводы к главе

4 ОСОБЕННОСТИ МИКРОСТРУКТУРЫ И ФАЗОВОГО СОСТАВА

ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ СПЛАВА СИСТЕМЫ Т1-А1, ПОЛУЧЕННЫХ ГИДРИДНОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ

4.1 Особенности фазового состава и строения системы ТьА1, полученной гидридной технологией

4.2 Структурно-фазовое состояние алюминида титана (ЛА1) при легировании микродобавками Sc и Y

4.2.1 Легирование системы ТьА1 скандием

4.2.2 Легирование системы ТьА1 иттрием

4.3 Структурно-фазовое состояние алюминида титана (Т1А1) при легировании микродобавками Dy, Но, Ег

4.3.1 Легирование системы Т1-А1 неодимом

4.3.2 Легирование системы Т1-А1 диспрозием

4.3.3 Легирование системы Т1-А1 гольмием

4.3.4 Легирование системы Т1-А1 эрбием

4.4 Структурно-фазовое состояние алюминида титана (Т1А1) при легировании микродобавками 7г, Н

4.4.1 Легирование системы Т1-А1 цирконием

4.4.2 Легирование системы Т1-А1 гафнием

4.5 Закономерности формирования многофазных систем на основе ТьА1, содержащих металлы ШВ и 1УВ групп ^с, Y, Ш, Dy, Но, Ег, 7г, Н1}

4.6 Выводы к главе

5 ПРИМЕНЕНИЕ ТРЕХКОМПОНЕНТНОГО МАТЕРИАЛА ТьА1,

ЛЕГИРОВАННЫХ МИКРОДОБАВКАМИ МЕТАЛЛОВ ШВ И 1УВ ГРУПП (Me=Sc, ^ Nd, Dy, Но, Ег, 7г, Н) ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ МАГНИЕВОГО СПЛАВА МГ95

5.1 Физико-механические свойства легированных магниевых сплавов до и в процессе термомеханической обработки

5.2 Фазовый состав и микроструктура Мг95 при добавлении лигатуры состава ТьА1-Ме

5.3 Коррозионная стойкость легированного магниевого сплава

5.4 Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Скан патента на изобретение №2804402 «Способ получения

сплавов на основе интерметаллидов»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Скан патента на изобретение №2841639 «Способ получения

сплавов на основе тройных интерметаллидов»

ПРИЛОЖЕНИЕ В Структурно-методологическая схема диссертационной

работы

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Энтальпия образования, энтропия и энергия Гиббса некоторых

соединения систем ТьА1-Ме (Ме=Sc, ^ Ш, Dy, Но, Er, Zr, Щ

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Скан патента на изобретение №261445 «Способ получения

сплава на основе вандия с обавлением Т и & в вакуумной дуговой печи»

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Скан патента на изобретение №2704945 «Способ получения

трехслойного материала сталь Х17Н2^-4,9Т1-4,8Сг-сталь Х17Н2»

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Дифрактограмма сплавов на основе Т1-А1, легированные микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Материалы на основе системы Ti-Al, легированные микродобавками металлов IIIВ и IVВ групп»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Разработка новых металлических и композиционных материалов с заданным комплексом свойств и установление фундаментальных закономерностей между составом, структурой и технологией получения функциональных материалов представляют собой одну из самых актуальных задач современного материаловедения. Новые материалы стимулируют появление и развитие инновационных технических решений и высокоэффективных технологий. В качестве основных конструкционных материалов широко применяются сплавы на основе титана и алюминия. Несмотря на обширное использование материалов системы Ti-Al, глубокое понимание процессов, протекающих при формировании их структуры, остается главной задачей материаловедения. Современное направление изучения материалов на основе сплавов системы Ti-Al посвящено детальному исследованию области с содержанием алюминия от 30 до 55 ат.%, так как возможно формирование пластинчатой микроструктуры, состоящей из чередующихся интерметаллических фаз TiAl (у-фаза) и Ti3Al (а2-фаза). Наиболее технически значимые материалы на основе алюминида титана содержат алюминий от ~44 ат.% до ~48 ат.%. В связи с этим в работе в качестве основы был выбран эквиатомный сплав на основе системы Ti-Al.

Легирование системы Ti-Al третьим элементом (редким или редкоземельным металлом) позволяет существенно улучшить физико-механические свойства. Эффективным оказывается добавление третьего компонента в количестве не более 2 ат.%, что обусловлено хорошей растворимостью элементов в алюминии и титане, а также возможным образованием мелкодисперсных интерметаллических фаз. Особый интерес представляет изучение влияния способа введения третьего компонента в структуру системы Ti-Al, а также влияние его природы и количества на свойства материалов, выявление взаимосвязи между химическим составом, параметрами решетки и их эксплуатационными характеристиками. Интегрированный подход, объединяющий Ab initio расчеты и моделирование

фазовых диаграмм трехкомпонентных систем Ti-Al-Me, с экспериментальными исследованиями, позволяет прогнозировать пути и методы получения новых материалов с заданным комплексом свойств.

Среди известных методов получения сплавов на основе системы Ti-Al, таких как металлургические методы плавления, порошковая металлургия, аддитивные технологии, алюмотермическое восстановление и другие, особый интерес представляет получение сплавов с использованием гидридов металлов. Для эффективного применения получения сплавов с использованием гидридов необходимо проведение системных исследований, направленных на изучение влияния микролегирования на все функциональные характеристики материалов системы Ti-Al, полученных указанным методом. Для выявления закономерностей формирования фазового состава в зависимости от природы вводимого третьего компонента (с учетом его электронной структуры) в качестве легирующего элемента перспективными являются металлы IIIB и IVB групп.

Актуальность настоящего исследования заключается в разработке подходов к эффективному легированию системы Ti-Al металлами IIIB и IVB групп, определении оптимальных условий получения трехкомпонентных материалов с прогнозируемыми свойствами, а также разработке научных подходов к выбору эффективных легирующих элементов на основе фундаментальных закономерностей термодинамики, фазообразования и материаловедения.

Степень разработанности темы исследования. Исследования сплавов системы Ti-Al, легированных элементами групп IIIB и IVB, актуальны. Ежегодно в ведущих международных изданиях публикуется всё больше экспериментальных и теоретических работ, отражающих прогресс в данной области. Большая часть работ посвящена исследованию функциональных свойств, особенностей микроструктуры сплавов на основе системы Ti-Al. Работы выполнены в следующих организациях: Отдел исследования материалов Университета Абу Бекр Белкаид (Алжирская Народная Демократическая Республика), Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге, National Institute of Technology Tiruchirappalli (Республика Индия), Universidad del País Vasco / Euskal Herriko

Unibertsitatea (Испания), Институт химической физики НАН РА (Республика Армения), НИТУ «МИСиС» (Российская Федерация), НИЦ «Курчатовский институт» - ВИАМ (Российская Федерация), Институт металлургии УрО РАН (Российская Федерация), Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (Россия), Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (Российская Федерация), Высокотехнологичный научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (Российская Федерация), Томский государственный университет (Российская Федерация), Томский государственный архитектурно-строительный университет (Российская Федерация), Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Российская Федерация). Ключевые научные результаты обобщены в работах А.О. Деменок, Н.А. Ночовной, Э.А. Пастухова, Э.А. Поповой и других исследователей. Расчеты и анализ изотермических сечений фазовых диаграмм в системах Ti-Al-Me представлены в публикациях А.Р. Оганова, V. Raghavan, Н.И. Дашкевича, Н.А. Белова, М.В. Булановой, А.А. Клопотова и др. Обобщения по составу и структуре сплавов на основе Ti-Al приведены в научных обзорах И.А. Курзиной, M. Musi (Австралия), F. Appel, S. Djanarthany, а также в ряде специализированных справочников и учебных пособий. Институт проблем материаловедения РАН (Россия) является одним из ведущих научных центров, специализирующихся на исследованиях фазообразования, микроструктурирования и синтеза интерметаллических соединений в системе Ti-Al. Несмотря на наличие большого количества исследований, отсутстствует систематический анализ данных по влиянию легирования микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп на свойства сплавов на основе системы Ti-Al. Выявленные закономерности позволяют получать сплавы с заданным набором свойств.

Цель работы - установление закономерностей химического взаимодействия компонентов, фазообразования, формирования структуры и свойств сплавов на основе системы Ti-Al, легированных микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf), получаемых гидридной технологией, для создания конструкционных материалов нового поколения.

В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи:

1. Провести систематический анализ кристаллической структуры и моделирование фазовых диаграмм тройных систем Ti-Al, легированных микродобавками металлов ШВ и IVB групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf), с использованием современных методов First-principles и CALPHAD для выявления закономерностей формирования и стабильности интерметаллических фаз.

2. Исследовать границы фазовых областей и составы фаз в системах Ti-Al, легированных микродобавками металлов ШВ и IVB групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf) при температуре 1150 °С с применением высокоточных методов структурного анализа (рентгеноструктурный анализ, просвечивающая электронная микроскопия и др.).

3. Установить фазовый состав и микроструктуру сплавов Ti-Al, легированных микродобавками металлов ШВ и IVB групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf).

4. Исследовать интеграцию экспериментальных данных и теоретических исследований для построения полных и точных фазовых диаграмм систем Ti-Al, легированных микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf), учитывающих метастабильные и сложные многофазные области.

5. Установить влияние химического сродства атомов на формирование устойчивых и метастабильных фаз для получения новых сплавов на основе системы Ti-Al, легированных микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf).

6. Установить закономерности фазо- и структурообразования сплавов на основе системы Ti-Al, легированных микродобавками металлов IIIB или IVB групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf), в зависимости от природы третьего компонента в условиях получения гидридной технологией.

7. Исследовать коррозионную стойкость магниевых сплавов при легировании трехкомпонентными сплавами на основе системы Ti-Al, легированных микродобавками металлов IIIB или IVB групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf).

Научная новизна работы:

1. Показано формирование термодинамически устойчивых структур тройных соединений с внедренными атомами металла ^с, Y, Dy, Ho, Er, Zr, Hf). Теоретически рассчитанные значения энергии Гиббса (кДж/моль) для соединений состава Т^,4А10,4Ме0,2 с металлами 1УВ (-76,4 (Zr), -73,8 кДж/моль (НТ)) являются более отрицательными, что указывает на повышенную стабильность этих систем по сравнению с металлами ШВ (-67,5 (Sc), -63,8 (У), -62,9 (Nd), -64,9 (Dy), -64,2 (Но), -65,3 (Ег)) при Т = 1150 °С.

2. Использование гидридов обеспечивает получение трехкомпонентных сплавов системы ТьА1-Ме (Т1:А1=49:49, Sc,Y,Nd,Dy,Ho,Er,Zr,Hf, 2 ат.%) с образованием фазы у-^А1 и ряда интерметаллидов, объемная доля которых зависит от природы третьего компонента.

3. При получении сплавов системы Т1-А1-Ме (Т1:А1=49:49; Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Ег, Zr, Hf, 2 ат.%) в условиях гидрирования-дегидрирования, интерметаллические соединения на основе системы Т1-А1 формируют матрицу; третий компонент ^с, Y, Dy, Ho, Ег, Zr, Hf) может распределяться в объеме сплава или частично выделяться по границам зерен.

4. Введение Sc/Y в систему Т1-А1 приводит к формированию ламельной структуры, при этом увеличение ширины ламелей, обогащенных Т и А1 в 1,5-3 раза, наблюдается при легировании микродобавками Sc; Y/Dy/Ho/Er способствует формированию изотипических соединений со структурой типа Но6Мо4А143 на границах ламельной структуры, что согласуется с данными трехкомпонентных диаграмм. Коррозионная устойчивость магниевых сплавов при введении лигатуры на основе системы Т1-А1 (Т1:А1=49:49) с добавлением 2 ат.% улучшается с увеличением порядкового номера и немонотонно изменяется в ряду лантаноидов; при добавлении ТьА1-Ме (Т1:А1=49:49, Dy, Ш, 2 ат.%) увеличивается примерно в -1,35 раза.

Теоретическая значимость работы определяется тем, что работа вносит существенный вклад в развитие материаловедческих фундаментальных представлений о титан-алюминиевых сплавах. Впервые систематизированы и

обобщены данные о влиянии электронной структуры и кристаллохимических параметров металлов на фазообразование в системе Т1-А1 при микролегировании. Получены новые теоретические данные по термодинамической стабильности тройных соединений, включая расчет энергии Гиббса образования. Получены новые данные по формированию фазового состава и структуры сплавов Т1-А1-Ме (Т1:А1=49:49, Ме=Sc, Y, Ш, Dy, Но, Ег, Zr, Н, 2 ат.%) с использованием гидридов. Установлены закономерности распределения легирующих элементов в условиях гидридной обработки. Рассчитанные структуры и энергетические параметры гидридов титана (Т 6Н2, Т15Н3, Т1Н2 и др.) могут быть включены в эталонные базы данных по системе ТкН.

Практическая значимость работы:

1. Методически обоснованы теоретические подходы к выбору третьего компонента для введения в систему Т1-А1, которые можно эффективно использовать при разработке новых многокомпонентных систем с заданным комплексом функциональных свойств.

2. Разработан способ получения сплавов на основе системы Т1-А1, легированных микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп ^с, Y, Dy, Но, Ег, Zr, Н1) с использованием гидридной технологии.

3. Получены новые лигатуры на основе ТьА1, легированные микродобавками металлов ШВ и 1УВ групп ^с, Y, Nd, Dy, Но, Ег, Zr, Н1) для модифицирования магниевых сплавов. Показано, что введение таких лигатур в сплав Мг95 повышает коррозионную устойчивость в ~1,35 раза, особенно при использовании сплавов, содержащих в составе Dy и Но.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных в работе задач было использовано современное технологическое и аналитическое оборудование. Системный подход к анализу литературных источников позволил структурировать известные данные и выявить их недостатки. Сплавы получали «Гидридной технологией». Термин «Гидридная технология» использован автором диссертационной работы в 2014 году. Этот метод основан на использовании

гидридов металлов с их последующим дегидрированием в вакууме и позволяет получать многофазные системы с заданным набором функциональных свойств. Для оптимизации структуры и состава сплавов новых трехкомпонентных систем Ti-Al-Me (Ме = Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf) использованы методы моделирования состава и структуры: кластерный - с помощью программ ATAT, USPEX, USPEX-SIESTA, CASTEP, и метод Ритвельда (на основе кристаллографической базы эталонов Materials Project, PDF-2). Термодинамическое моделирование тройных систем Ti-Al-Me, включающих металлы IIIB и IVB групп периодической таблицы, выполнено на основе полуэмпирической модели Миедемы. Методы исследования: растровая и просвечивающая электронная микроскопия с приставками для рентгеноспектрального анализа и EBSD-детектором, оптическая металлография, рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ с использованием баз данных PDF-4, методы лазерной дифракции для определения дисперсности порошковых материалов, одноосное растяжение (ГОСТ 1497-84), определение твердости по методу Виккерса (ISO 6507-1:2005) и Бринелля (ГОСТ Р ИСО 6507-1-2007), определение коррозионных свойств методами электрохимической импедансной спектроскопии и потенциодинамической линейной поляризации (ГОСТ 9.020-74).

Положения, выносимые на защиту:

1. Соединения на основе Zr и Hf (Ti0,4Al0,4Me0,2) характеризуются более отрицательной энергией Гиббса (до -76,4 кДж/моль при 1150 °C), что указывает на их повышенную термодинамическую стабильность по сравнению с аналогами на основе лантаноидов.

2. Легирование системы Ti-Al микродобавками металлов IIIB или IVB групп (Sc, Y, Nd, Dy, Ho, Er, Zr, Hf) приводит к формированию интерметаллических соединений с различными кристаллическими структурами (L12, DO22, B2, B19 и др.), что обусловлено электронной структурой и кристаллохимических характеристиками легирующих элементов.

3. Электронное состояние и положение элемента в Периодической системе существенно определяют характер фазового равновесия, включая морфологию

тройных фаз и размеры областей гомогенности твердых растворов. С увеличением числа электронов на я- d,/-подуровнях наблюдается увеличение числа тройных фаз.

4. При получении сплавов гидридной технологией на основе системы Т1-А1 при легировании микродобавками металлов 111В и 1УВ (Бс, У, Ш, Бу, Но, Ег, 7г,

с увеличением порядкового номера третьего элемента формируется фаза у-Т1А1 и ряд интерметаллидов. Объемное соотношение этих фаз приводит к увеличению микротвердости с ростом порядкового номера третьего элемента и немонотонному изменению в семействе лантаноидов. Содержание фазы Т1А1 более 50 об.% наблюдается при введении Н, 7г, Ег, Бу, при добавлении У и Но преимущественно фазой является Т13А15, что обусловлено электронным строением легирующего элемента.

5. Металлы (Бс, У, Ш, Бу, Но, Ег, 7г, входят в структуру системы Т1-А1 и/или образуют термодинамически устойчивые соединения с алюминием (МеА13, МеАЪ, А1Ме, Ме2А1, МезА12) и титаном (Ме6Т14А14з). Введение до 2 ат.% Бс, У, 7г приводит к формированию ламельной структуры, при этом увеличение ширины ламелей, обогащенных Т и А1 в 1,5-3 раза, наблюдается при легировании Sc.

Степень достоверности результатов исследования обеспечивается комплексным подходом к решению сформулированных задач, адекватностью методов исследования, использованием стандартизированных методик измерения свойств в соответствии с требованиями ГОСТ и международных стандартов, статистических методов обработки результатов и непротиворечивостью полученных в рамках диссертационной работы данных с данными, приведенными в отечественной и международной научной литературе. Сформулированные положения и выводы не противоречат основным теоретическими представлениям неорганической химии и химического материаловедения.

Апробация результатов. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях, симпозиумах, форумах, семинарах: Всероссийская научная конференция «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (Хабаровск, 2024), Международная конференция «Физическая мезомеханика. Материалы с

многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии» (Томск, 2024), XVIII International Workshop on HEMs-2023 (Индия, 2023), Седьмой всемирный конгресс «Альтернативная энергетика и экология» (Монтенегро, 2023), 12-й Международный онлайн симпозиум «Материалы во внешних полях» (Новокузнецк, 2023), I Международный симпозиум «Передовые материалы и технологии в медицине» (Алтай, 2023), Международная научная конференция «Полифункциональные химические материалы и технологии» (Томск, 2019), XVII, XX Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2020, 2023), VI Всероссийская научно-техническая конференция молодых ученых «Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов» (Бийск, 2016), Третий междисциплинарный молодежный научный форум с международным участием «Новые материалы» (Москва, 2017), XIV Международная школа-семинар «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» (Барнаул, 2016, 2020), I Международный симпозиум «Редкие и редкоземельные элементы: добыча, разделение и современные материалы» (Ереван, 2014), II Международный симпозиум «Фундаментальные вопросы добычи, разделения редких и редкоземельных элементов и создания современных материалов на их основе» (Белокуриха, 2015), III Международный симпозиум «Фундаментальные вопросы разведки, добычи, разделения редких и редкоземельных элементов и создания современных материалов на их основе» (Алматы, 2016), IV, V, VI Международный симпозиум «Фундаментальные вопросы геологии, добычи, разделения редких, редкоземельных, благородных металлов и создания современных материалов на их основе» (Кокшетау, 2021; Алматы, 2022; Якутск, 2024).

Личный вклад автора. Основные результаты, приведенные в диссертации, получены автором самостоятельно и в соавторстве при его непосредственном участии. Соавторы, принимавшие участие в отдельных направлениях исследований, указаны в списке основных публикаций по теме диссертации. Автором проведен анализ научно-технической литературы, поставлены цели и

задачи работы, сформулированы подходы к решению конкретных проблем, проведены эксперименты по получению материалов, выполнен анализ данных. Автор лично проводил обработку полученных результатов и писал научные статьи. Совместно с научным консультантом автор участвовал в обсуждении результатов, изложенных в диссертации, в формулировке ее основных положений и выводов. Результаты докладывались автором на российских и международных конференциях.

Связь с научными программами и темами. Работа выполнена в рамках следующих проектов: Государственного задания Минобрнауки России: проект №2025-0013, № 075-03-2024-027/1, 0721-2020-0028; №14.575.21.0123, № 10.3031.2017/4.6, № 14.578.21.0002; Министерства науки и высшего образования Российской Федерации: №075-15-2021-693 (№13.ЦКП.21.0012); в рамках программы «Научный фонд им. Д.И. Менделеева Томского государственного университета»: проект № № 8.2.10.2018Л, 8.1.29.2020, 2.4.1.22 ИГ, Программа развития ТГУ Приоритет 2030.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, список условных обозначений, символов, сокращений, списка литературы, включающего 293 наименования, семи приложений. Работа изложена на 300 страницах машинописного текста, содержит 132 рисунка, 45 таблиц.

1 ПОДХОДЫ К ПОЛУЧЕНИЮ И ПРИМЕНЕНИЮ ТРЕХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ТьА1, ОСОБЕННОСТИ

ИХ ФАЗОВЫХ ДИАГРАММ

1.1 Свойства и применение сплавов на основе системы ТьА1, легированных металлами 111В и ГУВ групп (8е, У, Ш, Бу, Но, Ег, 7г, И!)

Материалы на основе системы Т1-А1 занимают важное место среди современных конструкционных материалов и находят широкое применение в различных отраслях промышленности. В частности, они активно используются в химической и нефтехимической индустрии, приборостроении, медицине и других высокотехнологичных областях. Это обусловлено их уникальным сочетанием физико-механических и эксплуатационных свойств: высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью, устойчивостью к окислению в агрессивных средах, а также хорошей технологической пластичностью. В аэрокосмической области применение обусловлено высокими прочностными свойствами, широким температурным интервалом и малой плотностью, что позволяет значительно снизить массу конструкций и повысить надежность их работы. Примером легкости и надежности конструкций являются двигатели нового поколения. Применяют Т1-А1 сплавы, представляющие собой слоистые металло-интерметаллидные титано-алюминиевые композиты, включающие интерметаллидные фазы Т1А1 и Т13А1 [1, 2], а также спортивный инвентарь, где важны лёгкость, прочность и долговечность изделий [3, 4]. Для двигателей нового поколения применяют сплавы Т1А1, представляющие собой слоистые титано-алюминиевые композиты, включающие интерметаллидные фазы у-Т1А1 и а-Т13А1 и частицы Т1А13 [5]. Такие композиционные материалы способны работать в условиях повышенных температур и нагрузок [6, 7, 8]. Удельные механические свойства у-сплавов в сравнении с традиционными конструкционными материалами приведены на рисунке 1.1.

1000 1500

Температура, °С

Рисунок 1.1 - Удельная прочность у-сплавов в сравнении с традиционными

конструкционными материалами [9]

Удельная упругая жёсткость, превышающая аналогичные показатели традиционных титановых и никелевых сплавов примерно на 50%; хорошее сопротивление ползучести у-Т1А1 при повышенных температурах; высокая огнестойкость; характеристики окисления при повышенных температурах [10, 11], которые могут быть улучшены путем легирования и покрытия поверхности [11, 12]. Высокая коррозионная стойкость делает их перспективным материалом для обшивки корпусов. Система Т^А1 с содержанием А1 от 42,5 до 49,5 ат.% считается отправной точкой [13] для разработки тройных систем на основе у-фазы. Наиболее стабильные интерметаллидные фазы, определяющие улучшенные физико-механические свойства, — у-Т1А1, аг-^зА1 и их двухфазные комбинации (у+аг). Сплавы с двухфазной ламельной структурой (у/а2), при определенном соотношении у- и а2-фаз, обладают улучшенными эксплуатационными характеристиками [14, 15]. Введение микродобавок РЗМ позволяет контролировать формирование структуры сплавов за счет образования вторичных выделений интерметаллических фаз. Высокий уровень прочностных характеристик этих сплавов определяет наличие термостойких интерметаллидных дисперсоидов [1, 2, 16, 17].

Для производства сплавов на основе системы Т1-А1 используют такие методы обработки, как вакуумно-дуговая плавка, горячее изостатическое прессование, спекание горячим прессованием и спекание под давлением. Факторы, ограничивающие применение этих сплавов в промышленности: высокие производственные затраты, низкая литейная способность, большая скорость усадки при затвердевании, высокая химическая активность, что приводит к дефектам поверхности, пористости и трещинам [18].

Одним из наиболее перспективных направлений повышения уровня механических характеристик материалов на основе сплава системы ТьА1 является микролегирование редкими (РМ) и редкоземельными металлами (РЗМ), выступающими в роли модификаторов и рафинирующих элементов [19, 20]. РМ и РЗМ являются поверхностно-активными элементами. Их формирование на поверхностях раздела фаз (границы зерен, границы блоков, межфазные границы (у/уЛ)-фаз и др.) приводит к упрочнению структуры поверхности и торможению диффузионных процессов. В сочетании эти факторы способствуют дополнительному упрочнению на границах зерен. Только ограниченное количество РМ и РЗМ может образовывать триалюминиды в твердом состоянии с упорядоченной структурой £12-А13Ме (Ме = Ег, Бе, УЬ, Тт) [21, 22]. В сплавы добавляют не более 0,5 масс.% РЗМ, так как растворимость РЗМ в А1 незначительна. Тем не менее, при использовании 1-2,5 ат.% РЗМ в А1, происходит увеличение толщины окисного слоя [23]. В высокопрочных конструкционных титановых сплавах добавление РЗМ улучшает структуру оксидного слоя, образует тугоплавкие соединения, приводит к формированию тонких обволакивающих пленок на поверхности формирующейся фазы, тем самым РЗМ тормозят ее развитие. Изменение свойств сплавов на основе Т1-А1 при добавлении некоторых элементов П-1У групп приведены в таблице 1.1. Скандий (Бе), германий (Ое) [24], эрбий (Ег) [25], итербий (УЬ) [26], самарий (Бт) [27], церий (Се) [28] и другие используются в качестве легирующих добавок для улучшения микроструктуры, механических и эксплуатационных свойств алюминиевых сплавов [29].

Таблица 1.1 - Влияние добавок некоторых элементов ТТ-ТУ группы на свойства

сплавов на основе системы Т1-А1

Ме Т1 А1 ТьА1 Ссылка

Бе снижает значение МУ увеличивает 1111 увеличивает термостойкость, высокотемпературн ый предел текучести [30, 31, 32, 33]

У улучшает микроструктуру, пластичность, пассивируемость, уменьшает перенапряжение водорода улучшает микротвердость, температуру кристаллизации,твердость по Виккерсу, ЭС, более низкая восприимчивость к растрескиванию улучшает устойчивость к окислению [32, 34, 35]

ш снижает МУ без потери прочности улучшает жаропрочность, твердость с минимальным изменением пластичности увеличивает общую намагниченность, устойчивость к окислению [32, 33, 36, 37]

Бу увеличивает пластичность увеличивает прочностные и пластические свойства на сжатие [38, 39]

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Каракчиева Наталья Ивановна, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Recent Development of Superplasticity in Aluminum Alloys: A Review / L. Bhatta, A. Pesin, A. P. Zhilyaev [et al.] // Metals (Basel). - 2020. - Vol. 10, № 1. - P. 126.

2. Иванов В. И. Эффективность применения жаропрочных сплавов на основе интерметаллидов Ti3Al и TiAl для работы при температурах 600-800 °С в авиакосмической технике / В. И. Иванов, К. К. Ясинский // Технология легких сплавов. - 1996. - № 3. - С. 7-12.

3. Effect of impurity atoms on a2/y lamellar interfacial misfit in Ti-Al alloy: a systematic first principles study / Y. Koizumi, M. Yoshiya, A. Sugihara, Y. Minamino // Philosophical Magazine. - 2011. - Vol. 91, № 28. - P. 3685-3704.

4. Current Progress in Rheoforming of Wrought Aluminum Alloys: A Review / G. Li, H. Lu, X. Hu [et al.] // Metals (Basel). - 2020. - Vol. 10, № 2. - P. 238.

5. Berlanga-Labari C. Corrosion of Cast Aluminum Alloys: A Review / C. Berlanga-Labari, M. V. Biezma-Moraleda, P. J. Rivero // Metals (Basel). - 2020. - Vol. 10, № 10. - P. 1384.

6. Структурообразование в титано-алюминиевых композитах в присутствии жидкой фазы / Л. М. Гуревич, Ю. П. Трыков, А. Н. Жоров [и др.] // Журнал функциональных материалов. - 2008. - Т. 2, № 4. - P. 153-157.

7. Fleischer R. L. Intermetallic Compounds for Strong High-Temperature Materials: Status and Potential / R. L. Fleischer, D. M. Dimiduk, H. A. Lipsitt // Annual Review of Materials Science. - 1989. - Vol. 19, № 1. -P. 231-263.

8. Vecchio K. S. Synthetic multifunctional metallic-intermetallic laminate composites // The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society. 2005. - Vol. 57, № 3. - P. 25-31.

9. Жаропрочные интерметаллидные сплавы и композиты на основе титана: микроструктура, механические свойства и возможное применение / В. М. Имаев, Р. М. Имаев, Р. А. Гайсин [и др.] // Materials Physics and Mechanics. - 2017. - Vol. 33. - P. 80-96.

10. Formation of titanium nitride on y-TiAl alloys by direct metal-gas reaction / K. Sopunna, T. Thongtem, M. McNallan, S. Thongtem // Journal of Materials Science. -2006. - Vol. 41, № 14. - P. 4654-4662.

11. Mechanism of Isothermal Oxidation of the Intermetallic TiAl and of TiAl Alloys / S. Becker, A. Rahmel, M. Schorr, M. Schütze // Oxidation of Metals. - 1992. -Vol. 38, № 5/6. - P. 425-464.

12. Comparisons of high temperature oxidation behavior between reactive-sintered and melted Ti-45at.%Al-1.6at.%Mn intermetallics / S. H. Heo, I. B. Kim, J. W. Han [et al.] // Metals and Materials. - 2000. - № 6. - P. 449-453.

13. Development of oxidation resistant coatings for y-TiAl based alloys / Z. Tang, L. Niewolak, V. Shemet [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2002. - Vol. 328, № 1-2. - P. 297-301.

14. Appel F. Gamma Titanium Aluminide Alloys / F. Appel, J. D. H. Paul, M. Oehring. - Weinheim : Wiley, 2011. - 762 p.

15. Cao P. Titanium Alloys : Basics And Applications / P. Cao, L. Zhang. -Singapore : World Scientific Publishing Co, 2024. - 342 p.

16. Выбор легирующих элементов для сплавов на основе алюминида титана / А. О. Деменок, А. А. Ганеев, О. Б. Деменок, Б. А. Кулаков // Вестник ЮжноУральского государственного университета. Серия: Металлургия. - 2013. - Т. 13, № 1. - С. 95-102.

17. Saha S. Temperature dependent lattice misfit and coherency of Al3X (X = Sc, Zr, Ti and Nb) particles in an Al matrix / S. Saha, T. Z. Todorova, J. W. Zwanziger // Acta Materialia. - 2015. - Vol. 89. - P. 109-115.

18. Garip Y. Corrosion behavior of the resistance sintered TiAl based intermetallics induced by two different molten salt mixture / Y. Garip, O. Özdemir // Corrosion Science. - 2020. - Vol. 174. - P. 108819.

19. Dashkevich N. I. Calculation analysis of phase diagrams of ternary Al - Ti - X systems in the area of y-alloys on the basis of titanium aluminide / N. I. Dashkevich, N. A. Belov, S. O. Beltyukova // Tsvetnye Metally. - 2015. - № 10. - P. 34-42.

20. Corrigendum to «Effect of vanadium micro-alloying on the microstructural evolution and creep behavior of Al-Er-Sc-Zr-Si alloys» [Acta Mater. 124 (2017) 501512] / D. Erdeniz D., W. Nasim, J. Malik [et al.] // Acta Materialia. - 2017. - Vol. 133. -P. 440.

21. The Thermal Properties of L12 Phases in Aluminum Enhanced by Alloying Elements / J. Lan, Z. Chen, L. Liu [et al.] // Metals (Basel). - 2021. - Vol. 11, № 9. - P. 1420.

22. Formation of ordered precipitates in Al-Sc-Er-(Si/Zr) alloy from first-principles study / X. Liu, Q. Wang, C. Zhao [et al.] // Journal of Rare Earths. - 2021. -Vol. 39, № 5. - P. 609-620.

23. Thermal oxidation of the surface of binary aluminum alloys with rare-earth metals / L. A. Akashev, N. A. Popov, M. V. Kuznetsov, V. G. Shevchenko // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 2015. - Vol. 89, № 5. - P. 852-856.

24. Jiang Y. Effects of Sc or/and Ge addition on microstructure and mechanical properties of as-cast 6016 Al alloy / Y. Jiang, F. Liu. - DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.151829 //Journal of Alloys and Compounds. - 2019. - Vol. 809.

- P. 151829

25. Effect of Er on Microstructure and Mechanical Properties of 5052 Aluminum Alloy with Big Width-To-Thickness Ratio / X. She, X. Jiang, B. Qi, K. Chen // Materials.

- 2020. - Vol. 13, № 3. - P. 568.

26. Precipitation evolution of Al-Zr-Yb alloys during isochronal aging / Y. Zhang, W. Zhou, H. Gao [et al.]. - DOI: 10.1016/j.scriptamat.2013.06.003 //Scripta Materialia.

- 2013. - Vol. 69 (6). - P. 477-480

27. Effect of samarium (Sm) addition on the microstructure and tensile properties of Al-20% Si casting alloy / Q. Li, J. Li, B. Li, [et al.]. - DOI: 10.1007/s40962-017-0193-0 //International Journal of Metalcasting. - 2018. - Vol. 12. - P. 554-564

28. Effect of rare earth cerium addition on the microstructure and tensile properties of hypereutectic Al-20% Si alloy / Q. Li, T. Xia, Y. Lan [et al.]. - DOI: 10.1016/j.jallcom.2013.02.016 // Journal of Alloys and Compounds. - 2013. - 2013. -Vol. 562. - P. 2532.

29. Knipling K. E. Criteria for developing castable, creep-resistant aluminum-based alloys - A review / K. E. Knipling, D. C. Dunand, D. N. Seidman // International Journal of Materials Research. - 2022. - Vol. 97, № 3. - P. 246-265.

30. Effect of combined additions of Sc, Zr and Ti on hot-cracking resistance and precipitation behaviour in Al-Mg alloy by L-PBF / F. Larini, R. Casati, S. Marola [et al.] // Materialia. - 2024. - Vol. 35. - P. 102127.

31. First-Principles Investigation of ß-Titanium Doping with Trace Transition Metal Elements / J. Song, L. Wang, K. Wu [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2020. - Vol. 730, № 1. - P. 012016

32. Alloying Elements in Intermetallic y-TiAl Based Alloys - A Review on Their Influence on Phase Equilibria and Phase Transformations / M. Musi, G. Graf, H. Clemens, P. Spoerk-Erdely // Advanced Engineering Materials. - 2024. - Vol. 26, № 4. - P. 1-26.

33. ß-Ti-based alloys for medical applications / B. B. Straumala, A. S. Gornakovab, A. R. Kilmametov [et al.] // Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya (Universities' Proceedings Non-Ferrous Metallurgy). - 2020. - № 6. - P. 52-64.

34. Effect of combined addition of Zr, Ti and Y on microstructure and tensile properties of an Al-Zn-Mg-Cu alloy / J. Li., Y. Zhang, M. Li [et al.] // Materials Design.

- 2022. - Vol. 223. - P. 111129.

35. Corrosion behavior of severely plastically deformed Mg and Mg alloys / A. Bahmani, M. Lotfpour, M. Taghizadeh, W. J. Kim // Journal of Magnesium and Alloys.

- 2022. - Vol. 10, № 10. - P. 2607-2648.

36. Карачевцев Ф. Н. Определение РЗМ в алюминиевых сплавах методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой / Ф. Н. Карачевцев, Р. М. Дворецков, Е. В. Николаев // Труды ВИАМ. - 2022. - Т. 110, № 4. - С. 96-107.

37. Design of the rare-earth-containing materials based on the micro-alloying phase equilibria, phase diagrams and phase transformations / K. Xu, C. Zhan, M. Lou [et al.] // Journal of Materials Science & Technology. - 2023. - Vol. 151. - P. 119-149.

38. Influence of Dy and Ho on the Phase Composition of the Ti-Al System Obtained by «Hydride Technology» / N. Karakchieva, A. Artemenko, S. Sokolov [et al.] // Materials. - 2022. - Vol. 15, № 23. - P. 8584.

39. Isothermal section at 850°C of the Ti-Dy-Al system in the Ti-TiAl-DyAl2-Dy region / M. Bulanova, I. Fartushna, K. Meleshevich, A. Samelyuk // Journal of Alloys and Compounds. - 2014. - Vol. 598. - P. 61-67.

40. Li J. Effect of Y on microstructure of laser clad coatings reinforced by in situ synthesized TiB and TiC / J. Li, H. P. Wang // International Conference on Mechanic Automation and Control Engineering, Wuhan, 26-28 June 2010. - Wuhan : IEEE, 2010.

- P. 130-133.

41. Hadi M. A comparative study of microstructure and high temperature mechanical properties of a ß-stabilized TiAl alloy modified by lanthanum and erbium / M. Hadi, A. Shafyei, M. Meratian // Materials Science and Engineering: A. - 2015. -Vol. 624. - P. 1-8.

42. Experimental investigation and thermodynamic assessment of the Al-Er system / L. Xu, X. Shi, D. Xia // Calphad. - 2022. - Vol. 79. - P. 102482.

43. Effects of Trace Erbium Addition on Microstructure and Mechanical Properties of Ti6Al4V-xEr Alloys / Y. Wu, Y. Guo, G. Xu [et al.] // Metals (Basel). - 2019. - Vol. 9, № 6. - P. 628.

44. FCC phase formation in immiscible Mg-Hf (magnesium-hafnium) system by high-pressure torsion / L. E. I. Gómez, K. Edalati, D. D. Coimbräo [et al.] // AIP Advances. - 2020. - Vol. 10, № 5. - P. 055222-1- 055222-5.

45. Microstructural evolution and multi-mechanism strengthening model of nanocrystalline Al-Mg alloys / C. Chen, Y. Chen, J. Yu [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2024. - Vol. 983. - P. 173905.

46. Synthesis and characterization of multi-walled carbon nanotube-reinforced Ti-Mg alloy prepared by mechanical alloying and microwave sintering / M. M. R. Hegde, N. B Pradeep, S. Parameshwara [et al.] // Journal of Materials Research and Technology.

- 2024. - Vol. 31. - P. 1236-1249.

47. Kochetov N. A. Effects of magnesium on initial temperature and mechanical activation on combustion synthesis in Ti-Al-Mg system / N. A. Kochetov, A. E. Sytschev // Materials Chemistry and Physics. - 2021. - Vol. 257. - P. 123727.

48. Guzei L. S. Aluminium-Scandium-Titanium // Ternary Alloys, VCH. - 1993.

- Vol. 8. - P. 248-249.

49. Dalen M. E. Precipitation Strengthening in Al3(Sc,Ti) Alloys / M. E. Dalen, C. D. Dunand, D. N. Seidman // Materials Science and Technology. - 2003. - Sp. is.: Affordable Metal Matrix Composites for High Performance Applications II. - P. 195201.

50. Formation of Metastable Aluminides in Al-Sc-Ti (Zr, Hf) Cast Alloys / E. Popova, P. Kotenkov, A. Shubin, I. Gilev // Metals and Materials International. - 2020.

- Vol. 26, № 10. - P. 1515-1523.

51. Ганиев И. Н. Коррозия двойных сплавов алюминия с элементами Периодической системы / И. Н. Ганиев, Т. М. Умарова. - Саарбрюккен : Academic Publishing, 2011. - 198 с.

52. Kuznetsova I. V. Effect of doping with it, la and ce on electrochemical behaviour of titanium / I. V. Kuznetsova, A. I. Shcherbakov // Защита металлов. - 1992.

- Т. 28, № 6. - С. 1001-1005.

53. Effect of Yttrium Addition on Corrosion Resistance of Zr-based Bulk Metallic Glasses in NaCl Solution / Yu L. J. Tang, J. Qiao [et al.] // International Journal of Electrochemical Science. - 2017. - Vol. 12, № 7. - P. 6506-6519.

54. Effects of sintering temperature and Y2O3/Ti addition on microstructure and hardness of ODS-AlCrFeNi HEAs / S. Peng, J. Hou, L. Yu, Z. Lu // Intermetallics (Barking). - 2022. - Vol. 143. - P. 107469.

55. Kong F. T. Influence of yttrium on the high temperature deformability of TiAl alloys / F. T. Kong, Y. Y. Chen, B. H. Li // Materials Science and Engineering: A. - 2009.

- Vol. 499, № 1-2. - P. 53-57.

56. Jensen J. Rare Earth Magnetism / J. Jensen, A. R. Mackintosh. - Oxford : Oxford University Press, 1991. - 416 p.

57. Large magnetocaloric properties in single-crystal dysprosium titanate / Y. Su, Y. Sui, X. Wang [et al.] // Materials Letters. - 2012. - Vol. 72. - P. 15-17.

58. Liquid-gas transition in the spin-ice dysprosium titanate / T. Sakakibara, T. Tayama, K. Matsuhira [et al.] // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2004. -Vol. 272-276. - P. 1312-1313.

59. Stuffed rare earth pyrochlore solid solutions / G. C. Lau, B. D. Muegge, T. M. McQueen [et al.] // Journal of Solid State Chemistry. - 2006. - Vol. 179, № 10. - P. 3126-3135.

60. Chen F. H. Physical and Electrical Properties of Dy2O3 and Dy2TiO5 Metal Oxide-High-к Oxide-Silicon-Type Nonvolatile Memory Devices / F. H. Chen, T. M. Pan // Journal of Electronic Materials. - 2012. - Vol. 41, № 8. - P. 2197-2203.

61. Sol-gel synthesis and crystallization kinetics of dysprosium-titanate Dy2Ti2O7 for photonic applications / J. Mrazek, M. Potel, J. Bursik [et al.] // Materials Chemistry and Physics. - 2015. - Vol. 168. - P. 159-167.

62. Gschneidner K. A. Recent developments in magnetocaloric materials / K. A. Gschneidner, V. K. Pecharsky, A. O. Tsokol // Reports on Progress in Physics. - 2005. -Vol. 68, № 6. - P. 1479-1539.

63. From single- to double-first-order magnetic phase transition in magnetocaloric Mn1-xCrxCoGe compounds / N. T. Trung, V. Biharie, L. Zhang [et al.] // Applied Physics Letters. - 2010. - Vol. 96, № 16. - P. 162507-1-162507-3.

64. Хорев А. И. Фундаментальные исследования легирования титановых сплавов редкоземельными элементами // Вестник машиностроения. - 2011. - № 11. - С. 53-62.

65. Provenzano V. Reduction of hysteresis losses in the magnetic refrigerant Gd5Ge2Si2 by the addition of iron / V. Provenzano, A. J. Shapiro, R. D. Shull // Nature. -2004. - Vol. 429, № 6994. - P. 853-857.

66. Takayama S. Al-Sm and Al-Dy alloy thin films with low resistivity and high thermal stability for microelectronic conductor lines / S. Takayama, N. Tsutsui // Thin Solid Films. - 1996. - Vol. 289, № 1-2. - P. 289-294.

67. The effect of yttrium incorporation on the oxidation resistance of Cr-Al-N coatings / F. Rovere, P. H. Mayrhofer, A. Reinholdt [et al.] // Surface & Coatings Technology. - 2008. - Vol. 202, № 24. - P. 5870-5875.

68. Mula S. Synthesis of an Al-based Al-Cr-Co-Ce alloy by mechanical alloying and its thermal stability / S. Mula, S. Ghosh, S. K. Pabi // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - Vol. 472, № 1-2. - P. 208-213.

69. Pang M. Solid state phase equilibria and intermetallic compounds of the Al-Cr-Ho system / M. Pang, Y., Zhan, Y. Du // Journal of Solid State Chemistry. - 2013. -Vol. 198. - P. 344-356.

70. Gschneidner K. A. Magnetocaloric Materials / K. A. Gschneidner, V. K. Pecharsky // Annual Review of Materials Science. - 2000. - Vol. 30, № 1. - P. 387-429.

71. Description and Performance of a Near-Room Temperature Magnetic Refrigerator / C. Zimm, A. Jastrab, A. Sternberg [et al.] // Advances in Cryogenic Engineering. - Boston : Springer US, 1998. - P. 1759-1766.

72. Pecharsky V. K. Effect of alloying on the giant magnetocaloric effect of Gd5(Si2Ge2) / V. K. Pecharsky, K. A. Gschneidner // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1997. - Vol. 167, № 3. - P. L179-L184.

73. Microalloying effects of Ho on microstructure evolution and high temperature properties of Ti46Al4Nb1Mo alloy / Y. Tan, H. Fang, R. Chen [et al.] // Intermetallics (Barking). - 2020. - Vol. 126. - P. 106883.

74. Karnesky R. A. Evolution of nanoscale precipitates in Al microalloyed with Sc and Er / R. A. Karnesky, D. C. Dunand, D. N. Seidman // Acta Materialia. - 2009. - Vol. 57, № 14. - P. 4022-4031.

75. Effect of minor Er and Zr on microstructure and mechanical properties of Al-Mg-Mn alloy (5083) welded joints / Y. Dongxia, Li Xiaoyan, H. Dingyong, H. Hui // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - Vol. 561. - P. 226-231.

76. Effects of minor Zr and Er on microstructure and mechanical properties of pure aluminum / Z. Gao, H. Li, Y. Lai [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - Vol. 580. - P. 92-98.

77. Precipitation hardening and recrystallization behavior of AlMgErZr alloys / S. P. Wen, W. Wang, W. H. Zhao [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2016. -Vol. 687. - P. 143-151.

78. Effects of Er/Sr/Cu additions on the microstructure and mechanical properties of Al-Mg alloy during hot extrusion / H. Che, X. Jiang, N. Qiao, X. Liu // Journal of Alloys and Compounds. - 2017. - Vol. 708. - P. 662-670.

79. Effects of Er and Zr additions on precipitation and recrystallization of pure aluminum / H. Li, Z. Gao, H. Yin [et al.] // Scripta Materialia. - 2013. - Vol. 68, № 1. -P. 59-62.

80. Phase equilibria and crystal structure of ternary compounds in Al-rich corner of Al-Er-Y system at 673 and 873 K / X. Liu, Y. Du, S. Liu [et al.] // Journal of Materials Science & Technology. - 2021. - Vol. 60. - P. 128-138.

81. Study on the Erbium Strengthened Aluminum Alloy / Z. R. Nie, B. L. Li, W. Wang [et al.] // Materials Science Forum. - 2007. - Vol. 546-549. - P. 623-628.

82. Study on Refining Grain and Microalloying Effect of Al-5Er Master Alloy / Z. Lei, S. Wen, G. Yang [et al.]. - DOI: 10.1134/S0031918X23603153 // Physics of Metals and Metallography. - 2024. - Vol. 125. - P. 1672

83. Закономерности и механизм формирования алюминидов в системе TiH2-ZrH2-Al в гидридном цикле / Г. Н. Мурадян, С. К. Долуханян, А. Г. Алексанян [и др.] // Химическая физика. - 2019. - Т. 38, № 1. - С. 38-48.

84. Гилев И. О. Термодинамические характеристики расплавов бинарной системы Al-Hf / И. О. Гилев, А. Б. Шубин, П. В. Котенков// Расплавы. - 2021. - № 1. - С. 46-54.

85. Получение лигатур Al-Sc, Al-Y, Al-Zr, Al-Hf в расплаве солей и последующее их обогащение / В. М. Скачков, С. П. Яценко, Л. А. Пасечник, Н. А. Сабирзянов // Труды Кольского научного центра РАН. - 2018. - Т. 9, № 2-1. - С. 443-448.

86. Синтез гидридов и получение сплавов в системе Ti-Hf-H / А. Г. Алексанян, Д. Г. Маилян, С. К. Долуханян [и др.] // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology. - 2008. - Vol. 65, № 9. - P. 22-26.

87. Mechanical properties of cast Ti-Hf alloys / H. Sato, M. Kikuchi, M. Komatsu [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. - 2005.

- Vol. 72B, № 2. - P. 362-367.

88. Кристаллографические особенности структуры alpha-фазы гафния и сплавов гафний-титан / Ю. В. Хлебникова, Д. П. Родионов, Л. Ю. Егорова, Т. Р. Суаридзе // Журнал технической физики. - 2019. - Т. 89, № 1. - С. 86.

89. Voskov A. L. TernAPI program for the calculation of ternary phase diagrams with isolated miscibility gaps by the convex hull method / A. L. Voskov, A. V. Dzuban, A. I. Maksimov // Fluid Phase Equilibria. - 2015. - Vol. 388. - P. 50-58.

90. Воронин Г. Ф. Расчеты фазовых равновесий и построение диаграмм методом выпуклых оболочек / Г. Ф. Воронин, А. Л. Восков // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. - 2013. - Т. 54, № 1. - С. 3-11.

91. Application of Thermo-Calc software for determination of parameters of heat treatment 1913 alloy and temperatures of gas atomization for aluminium alloys / A. Ivanova, D. Ryabov, V. V. Antipov, S. I. Pahomkin // Aviation Materials and Technologies. - 2016. - № S1. - P. 52-59.

92. Kadirvel K. Exploration of spinodal decomposition in multi-principal element alloys (MPEAs) using CALPHAD modeling / K. Kadirvel, S. R. Koneru, Y. Wang // Scripta Materialia. - 2022. - Vol. 214. - P. 114657.

93. Liu Z. K. Computational Thermodynamics of Materials / Z. K. Liu, Y. Wang.

- Cambridge : Cambridge University Press, 2016. - 262 p.

94. Liu Z. K. Computational thermodynamics and its applications // Acta Materialia. - 2020. - Vol. 200. - P. 745-792.

95. Bartel C. J. Review of computational approaches to predict the thermodynamic stability of inorganic solids // Journal of Materials Science. - 2022. - Vol. 57, № 23. - P. 10475-10498.

96. Electrochemical Stability of Metastable Materials / A. K. Singh, L. Zhou, A. Shinde [et al.] // Chemistry of Materials. - 2017. - Vol. 29, № 23. - P. 10159-10167.

97. Тройные диаграммы на основе алюминида титана. Анализ и построение / В. Д. Клопотов, А. И. Потекаев, А. А. Клопотов [и др.] // Известия Томского политехнического университета. - 2013. - Т. 323, № 2. - C. 96-100.

98. Preferential site occupancy of alloying elements in TiAl-based phases / D. Holec, R. K. Reddy, T. Klein, H. Clemens // Journal of Applied Physics. - 2016. - Vol. 119, № 20. - P 205104-1-205104-8.

99. Лякишев Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических систем : справочник : в 3 т. / Н. П. Лякишев. - М. : Машиностроение, 1996. - Т. 1. - 991 с. ; 1997. - Т. 2. - 1024 с. ;-2001. - Т. 3, кн. 1. - 872 с. ; 2000. - Т. 3., кн 2. - 448 с.

100. Ильин А. А. Титановые сплавы. Состав, структура, свойства : справочник / А. А. Ильин, Б. А. Колачёв, И. С. Полькин. - М. : ВИЛС-МАТИ, 2009. - 520 с.

101. Попова Э. А. Проявление изоморфизма при формировании алюминидов в сплавах Al с двумя переходными металлами / Э. А. Попова, П. В. Котенков, И. О. Гилев // Неорганические материалы. - 2021. - Т. 57, № 3. - С. 257-264.

102. Segregation to «2/7 interfaces in TiAl alloys: A multiscale QM/MM study / D. Gehringer, L. Huber, J. Neugebaue, D. Holec // Physical Review Materials. - 2023. -Vol. 7, № 6. - P. 063604.

103. Курзина И. А. Градиентные поверхностные слои на основе интерметаллидных частиц: синтез, структура, свойства / И. А. Курзина, Э. В. Козлов, Ю. П. Шаркеев. - Томск : Изд-во НТЛ, 2013. - 258 с.

104. Bresler J. Einfluss der Legierungselemente Niob, Tantal und Zirkonium auf das Hochtemperaturverhalten volllamellarer Titanaluminide / J. Bresler. - Erlangen : FAU University Press, 2020. - 243 S.

105. Schuster J. C. Reassessment of the binary Aluminum-Titanium phase diagram / J. C. Schuster, M. Palm // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2006. - Vol. 27, № 3. - P. 255-277.

106. Batalu D. Critical analysis of the Ti-Al phase diagrams / D. Batalu, G. Co§melea|ä, A. Aloman // University Politehnica of Bucharest Scientific Bulletin, Series B. - 2006. - Vol. 68, № 4. - P. 77-90.

107. The effect of Sc additions on the microstructure and age hardening behaviour of as cast Al-Sc alloys / S. Costa, H. Puga, J. Barbosa, A. M. P. Pinto // Materials & Design. - 2012. - Vol. 42. - P. 347-352.

108. Dalen M. E. Precipitation Strengthening in Al3(Sc,Ti) Alloys / M. E. Dalen, D. C. Dunand, D. N. Seidman // Materials Science and Technology. - 2003. - P. 195201.

109. Chen H. L. Assessments of Sc-Containing Ternary Systems Al-Sc-Ti and Al-Sc-Zr Within the Thermodynamic Database for Aluminium Alloys, TCAL5 / H. L. Chen, Q. Chen, P. Mason // Light Metals 2018. - Berlin : Springer Nature, 2018. - P. 347-353.

110. Raghavan V. Al-Ti-Y (Aluminum-Titanium-Yttrium) // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2005. - Vol. 26, № 2. - P. 191-191.

111. Волков А. И. Большой химический справочник / А. И. Волков И. М. Жарский. - Минск : Современная школа, 2005. - 607 c.

112. Свойства элементов / М. Е. Дриц, П. Б. Будберг, Г. С. Бурханов [и др.]. -М. : Металлургия, 1985. - 672 с.

113. Жигач А. Ф. Химия гидридов / А. Ф. Жигач, Д. С. Стасиневич. -Ленинград : Химия, Ленинградское отделение, 1969. - 676 c.

114. Modification of MgH2 hydrogen storage performance by nickel-based composite catalyst Ni/NiO / W. Li, X. Yang, Q. Hou [et al.] // Heliyon. - 2024. - Vol. 10, № 9. - P. e30688.

115. Антонова М. М. Свойства гидридов : справочник / М. М. Антонова. -Киев : Наукова Думка, 1965. - 99 с.

116. Textural analysis of aluminum hydride / M. Park, W. Kim, Y. Kwon [et al.] // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2020. - Vol. 90. - P. 305-311.

117. Магниевые сплавы : отравочник / М. Б. Альтман, А. П. Антипова, В. А. Блохина [и др.]. - М. : Металлургия, 1978. - 232 c.

118. Андреевский Р. А. Материаловедение гидридов / Р. А. Андреевский. -М. : Металлургия, 1986. - 128 c.

119. Морозова Р. А. Препаративная химия гидридов / Р. А. Морозова, М. М. Антонова. - Киев : Наукова Думка, 1976. - 99 с.

120. Hydriding of titanium: Recent trends and perspectives in advanced characterization and multiscale modeling / Y. Zhu, T. W. Heo, J. N. Rodriguez [et al.] // Current Opinion in Solid State & Materials Science. - 2022. - Vol. 26, № 6. - P. 101020.

121. Мюттертиз Э. Гидриды переходных металлов / Э. Мюттертиз. - М. : МИР, 1975. - 312 с.

122. Raman spectroscopy of zirconium hydride / E. Lopez-Honorato, L. Liang, Y. Yan [et al.] // Journal of Nuclear Materials. - 2024. - Vol. 593. - P. 154988.

123. Фазовые и структурные превращения в сплавах системы Ti-6Al-Sc / С. В. Скворцова, И. А. Грушин Н. А. Мамонтова [и др.] // Титан. - 2016. - Т. 52, № 2.

- С. 12-17.

124. Raghavan V. Al-Nd-Ti (Aluminum-Neodymium-Titanium) // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2008. - Vol. 29, № 2. - P. 186-187.

125. Zhou H. The 500°C isothermal section of the Nd-Al-Ti ternary system / H. Zhou, Q. Yao, S. Yuan // Journal of Alloys and Compounds. - 2004. - Vol. 381, № 1-2.

- P. 137-139.

126. Raghavan V. Al-Dy-Ti (Aluminum-Dysprosium-Titanium) // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2005. - Vol. 26, № 2. - P. 178-179.

127. Zhou H. The 500°C isothermal section of the Al-Dy-Ti ternary system / H. Zhou, W. Liu, S. Yuan // Journal of Alloys and Compounds. - 2002. - Vol. 336, № 1-2.

- P. 218-221.

128. Determination of partial Ti-Al-Dy ternary diagram at 1000 °C. / F. Zhang, Z. Yang, L. Ren [et al.] // Zhongguo Xitu Xuebao. - 1996. - Vol. 14, № 3. - P. 211-214.

129. Raghavan V. Al-Ho-Ti (Aluminum-Holmium-Titanium) // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2005. - Vol. 26, № 2. - P. 184-185.

130. Исследование термодинамических характеристик расплавов системы Al-Ио / Т. В. Куликова, А. В. Майорова, Н. И. Ильиных [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. - 2010. - № 2. -С. 141-144.

131. Pang .M. Solid state phase equilibria and intermetallic compounds of the Al-Cr-Ho system / M. Pang, Y. Zhan, Y. Du. - DOI: 10.1016/j.jssc.2012.10.020 // Journal of Solid State Chemistry. - 2013. - Vol. 198. -P. 344-356. - URL:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S00224596120066767via%3Dihu b (access date: 25.04.2025).

132. Villars P. Pearson's Handbook of Crystallographic Data for Intermetalic phases. - Materials Park : ASM International, 1997. - Vol. 1-2. - 2886 p.

133. Phase relationships in the Al-Ti-Ho system at 773 K / H. Jinli, L. Jianlie, Z. Huaiying [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2000. - Vol. 307, № 1-2. - P. 199-201.

134. Phase equilibria and solidification characteristics in the Al-rich region of the Al-Ti-Er system / L. Xu, J. Lv, H. Tang, D. Huang // Journal of Alloys and Compounds. - 2024. - Vol. 980. - P. 173667.

135. Phase Equilibria of the Al-Ti-Er Ternary System at 500 °C / J. Liang, J. Huang, H. Zhou, [et al.] // International Journal of Materials Research. - 2000. - Vol. 91, № 8. - P. 669-671.

136. Raghavan V. Al-Er-Ti (Aluminum-Erbium-Titanium) // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2005. - Vol. 26, № 2. - P. 180.

137. Wang T. Thermodynamic assessment of the Al-Zr binary system / T. Wang, Z. Jin, J. C. Zhao // Journal of Phase Equilibria. - 2001. - Vol. 22, № 5. - P. 544-551.

138. Kumar K. C. H. Thermodynamic assessment of the Ti-Zr system and calculation of the Nb-Ti-Zr phase diagram / K. C. H. Kumar, P. Wollants, L. Delacy // Journal of Alloys and Compounds. - 1994. - Vol. 206, № 1. - P. 121-127.

139. Ab initio and CALPHAD-type thermodynamic investigation of the Ti-Al-Zr system / Z. X. Deng, D. P. Zhao, Y. Y. Huang [et al.] // Journal of Mining and Metallurgy, Section B: Metallurgy. - 2019. - Vol. 55, № 3. - P. 427-437.

140. Закономерности и механизм формирования алюминидов в системе TiH2-ZrH2-Al в гидридном цикле / Г. Н. Мурадян, С. К. Долуханян, А. Г. Алексанян [и др.] // Химическая физика. - 2019. - Т. 38, № 1. - С. 38-48.

141. Isothermal section of Al-Ti-Zr ternary system at 1273 K / F. Yang, F. H. Xiao, S. G. Liu [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2014. - Vol. 585. - P. 325330.

142. Isothermal section of Al-Ti-Zr ternary system at 1073 K / K. Lu, F. Yang, Z. Xie [et al.] // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. - 2016. - Vol. 26, № 11. - P. 3052-3058.

143. Microstructure, crystal structure and mechanical properties of the new ternary intermetallic alloy phase Zr2TiAl / D. Sornadurai, V. S. Sastry, V. T. Paul [et al.] // Intermetallics (Barking). - 2012. - Vol. 24. - P. 89-94.

144. Crystal structure and X-ray powder diffraction pattern of Ti2ZrAl / D. Sornadurai, B. Panigrahi, V. S. Sastry, Ramani // Powder Diffraction. - 2000. - Vol. 15, № 3. - P. 189-190.

145. Experimental Investigation of Phase Equilibria in the Ti-Al-Zr System at 1000-1300 °C / Z. Kahrobaee, B. Rashkova, K. Hauschildt, M. Palm // Crystals (Basel). - 2022. - Vol. 12, № 9. - P. 1184.

146. Hayes F. H. Ternary Alloys. Aluminium-Hafnium-Titanium / F. H. Hayes. -Weinheim : VCH Verlagsgesellschaft, 1993. - 207 p.

147. Пат. № 2804402 Российская Федерация, МПК C22C 1/04 (2006.01), B22F 3/12 (2006.01), СПК C22C 1/04 (2023.08), B22F 3/12 (2023.08). Способ получения сплавов на основе интерметаллидов : № 2022122233 : заявл. 16.08.2022 : опубл. 28.09.2023 / Сачков В. И. (RU), Жуков И. А. (RU), Каракчиева Н. И. (RU), Курзина И. А. (RU), Хрусталёв А. П. (RU), Соколов С. П. (RU), Ворожцов А. Б. (RU) ; заявитель Томский государственный университет. - 5 с.

148. Пат. № 2841639 Российская Федерация, МПК С22С 1/047 (2023,1), B22F 3/12 (2006.01). Способ получения сплавов на основе тройных интерметаллидов : № 2024134701 : заявл. 20.11.2024 : опубл. 11.06.2025 / Сачков В. И. (RU), Жуков И. А. (RU), Каракчиева Н. И. (RU), Курзина И. А. (RU), Хрусталёв А. П. (RU), Соколов С. П. (RU), Ворожцов А. Б. (RU) ; заявитель Томский государственный университет. - 5 с.

149. Phase composition of composite materials Ti-Al-Me (Me=Sc, Y, Dy, Ho, Ta) obtained by the «Hydride Technology» / N. I. Karakchieva1, Y. A. Abzaev, A. S. Knyzev [et al.] // Южно-Сибирский научный вестник. - 2022. - № 5 (45). - С. 28-33.

150. Получение высокопрочных сплавов системы Ti-Al используя гидриды металлов / А. А. Белгибаева, Р. Ш. Еркасов, И. А. Курзина [и др.] // Вестник Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилёва. Серия «Химия. География. Экология». - 2019. - № 1. - С. 21-28.

151. Control of YH3 formation and stability via hydrogen surface adsorption and desorption / O. Soroka, J. M. Sturm, R. W. E. Kruijs [et al.] // Applied Surface Science. - 2018. - Vol. 455. - P. 70-74.

152. Редкие и редкоземельные металлы: технологии, функциональные материалы и применение / под ред. А. С. Буйновского, М. А. Казаряна, В. И. Сачкова. - Томск : Изд-во НТЛ, 2014. - 560 с.

153. Каракчиева Н. И. Получение и исследование радиационностойкого композиционного материала на основе V-Ti-Cr и Х17Н2 / Н. И. Каракчиева, Т. Демент, И. А. Курзина // Материаловедение. - 2022. - №. 10. - С. 9-20.

154. Пат. № 2691445 С1 Российская Федерация. Способ получения сплава на основе ванадия с добавлением Ti и Cr в вакуумной дуговой печи : № 201714451 ; заявл. 25.12.2017 ; опубл. 13.06.2019 / Курзина И. А. (RU), Демент Т. В. (RU), Каракчиева Н. И. (RU) ; заявитель ТГУ. - 1 с.

155. Пат. № 2704945 Российская Федерация. Способ получения трехслойного материала сталь Х17Н2 - V-4,9Ti-4,8Cr - сталь Х17Н2 : № 2018134789 ; заявл. 03.10.2018 ; опубл. 31.10.2019 / Курзина И. А. (RU), Демент Т. В. (RU), Каракчиева Н. И. (RU) ; заявитель ТГУ. - 1 с.

156. Демент Т. В. Получение сплава V-4Ti-4Cr методом спекания при температурах 1600-1800 С / Т. В. Демент Н. И. Каракчиева // Перспективы развития фундаментальных наук: сб. тр. XV междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 24-27 апр. 2018 г.: в 7 т. - Томск : Издательский Дом Томского государственного университета, 2018. - Т. 2 : Химия. С. 369.

157. Walle A. Multicomponent multisublattice alloys, nonconfigurational entropy and other additions to the Alloy Theoretic Automated Toolkit // Calphad. - 2009. - Vol. 33, № 2. - P. 266-278.

158. Oganov A. R. Crystal structure prediction using Ab initio evolutionary techniques: Principles and applications / A. R. Oganov, C. W. Glass // The Journal of Chemical Physics. - 2006. - Vol. 124, № 24. - P. 244704-1- 244704-15.

159. Oganov A.R. et al. Evolutionary Crystal Structure Prediction as a Method for the Discovery of Minerals and Materials // Rev Mineral Geochem. 2010. Vol. 71, № 1. P. 271-298.

160. Walle A. Self-driven lattice-model Monte Carlo simulations of alloy thermodynamic properties and phase diagrams / A. Walle, M. Astra // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. - 2002. - Vol. 10, № 5. - P. 521-538.

161. First principles methods using CASTEP / S. J. Clark, M. Segall, C. J. Pickard [et al.] // Zeitschrift fur Kristallographie - Crystals and Materials. - 2005. - Vol. 220, № 5-6. - P. 567-570.

162. Refinement of the structure of hydrogen-vacancy complexes in titanium by the Rietveld method / Y. A. Abzaev, A. M. Lider, V. A. Klimenov [et al.] // Physics of the Solid State. - 2016. - Vol. 58, № 10. - P. 1939-1944.

163. Promising materials based on Ti-Al for hydrogen energy produced by «Hydride Technology" / N. I. Karakchieva, Y. A. Abzaev, V. V. Norin [et al.]// International Journal of Hydrogen Energy. - 2024. - Vol. 51. - P. 236-245.

164. Перспективные материалы на основе Ti-Al для водородной энергетики, полученные «Гидридной технологией» / Н. И. Каракчиева, Ю. А. Абзаев, В. В. Норин [и др.] // Альтернативная энергетика и экология. - 2023. - № 7. - С. 52-69.

165. Ukita S. Thermodynamic Analysis of the Ti-H and Zr-H Binary Phase Diagrams / S. Ukita, H. Ohtani, M. Hasebe // Journal of the Japan Institute of Metals. -2007. - Vol. 71, № 9. - P. 721-729.

166. Crystallography Open Database. - [S. l.], 2025. - URL: http://www.crystallography.net (access date: 25.05.2025).

167. Computational Phase Diagram Database (CPDDB). - Tsukuba, 2019. - URL: https://cpddb.nims.go.jp/cpddb (access date: 25.05.2025).

168. Automatic - Flow for Materials Discovery. - [S. l.], 2025. - URL: http://www.aflowlib.org (access date: 25.05.2025).

169. Кристаллогеометрические и кристаллохимические закономерности образования бинарных и тройных соединений на основе титана и никеля : монография / А. А. Клопотов, А. И. Потекаев, Э. В. Козлов [и др.]. - Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 312 с.

170. Электронная концентрация и образование интерметаллических соединений в системе Al-Ti при легировании третьим элементом / Н. И. Каракчиева, А. А. Клопотов, Ю. А. Абзаев [и др.] // Физическая мезомеханика: материалы с многоуровневой иерархически организованной структурой и интеллектуальные производственные технологии : тезисы докл. междунар. конф., Томск, 9-12 сент. 2024 г. - Томск : [б. и.], 2024. - С. 428-429.

171. The Structural and Phase State of the TiAl System Alloyed with Rare-Earth Metals of the Controlled Composition Synthesized by the «Hydride Technology" / A. Belgibayeva, Y. Abzaev, N. Karakchieva [et al.] // Metals (Basel). - 2020. - Vol. 10, № 7. - P. 859.

172. Population analysis in plane wave electronic structure calculations / M. D. Segall, R. Shah, C. J. Pickard, M. C. Payne // Molecular Physics. - 1996. - Vol. 89, № 2. - P. 571-577.

173. Population analysis of plane-wave electronic structure calculations of bulk materials / M. D. Segall, R. Shah, C. J. Pickard, M. C. Payne // Physical Review B. -1996. - Vol. 54, № 23. - P. 16317-16320.

174. Magnetic properties of rare-earth transition metal aluminides R6T4Al43 with Ho6Mo4Al43-type structure / M. W. Wolff, S. Niemann, T. Ebel, W. Jeitschko // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2001. - Vol. 223, № 1. - P. 1-15.

175. Niemann S. Ternary Aluminides A6T4Al43(A = Y, Nd, Sm, Gd-Lu, and U; T = Ti, V, Nb, and Ta) with Ho6Mo4Al43 Type Structure / S. Niemann, W. Jeitschko // Journal of Solid State Chemistry. - 1995. - Vol. 116, № 1. - P. 131-135.

176. Xu. Y. Polytypic phase formation in DyAl3 by rapid solidification / Y. Xu, Z. Altounian, W. B. Muir // Applied Physics Letters. - 1991. - № 58. - P. 125-127.

177. Термодинамический анализ соединений системы Ti-Al-Zr: применение модели Миедемы для прогнозирования свойств / И. В. Амеличкин, Н. И.

Каракчиева, А. А Клопотов [и др.] // Вестник Томского государственного университета. Химия. - 2025. - № 38. - С. 20-28

178. Structure peculiarities of binary state diagrams of vanadium with neighboring elements of Mendeleev's periodic table / I. Kurzina, A. Potekayev, A. Klopotov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - Vol. 1145. - P. 012052.

179. Каракчиева Н. И. Получение и исследование радиационностойкого композиционного материала на основе V-Ti-Cr и Х17Н2 / Н. И. Каракчиева, Т. И. Демент, А. Курзина // Материаловедение. - 2022. - № 10. - С. 9-20.

180. Kurzina I. А. Peculiarities of structure and phase composition of V-Ti-Cr alloy obtained by sintering technique / I. А. Kurzina, T. V. Dement // Journal of Physics: Conference Series. - 2019. - Vol. 1145, № 1-10. - P. 012051.

181. Курзина И. А. Композиционные металлические материалы нового поколения для решения задач атомной энергетики / И. А. Курзина, Т. В. Демент, Н. И. Каракчиева // Вестник Томского государственного университета. Химия. - 2017. - № 9. - С. 77-79.

182. Structure feature of ternary state diagrams of Cr-Ti-V and Cr-Mn-V systems / A. A. Klopotov, I. A. Kurzina, A. I. Potekaev [et al.] // MATEC Web of Conferences. -2018. - Vol. 243. - P. 1- 6.

183. Pearson W. B. A handbook of lattice spacing's and structures of metals and alloys / W. B. Pearson. - Oxford : Oxford university press, 1965. - 1446 р.

184. Юм-Розери В. Структура металлов и их сплавов / В. Юм-Розери, Г. В. Рейнор; пер. с англ. М. М. Бородкиной [и др.]; под ред. Я. П. Селисского. - М. : Металлургиздат, 1959. - 391 с.

185. Синтез гидридов титана и получение сплавов на их основе / Л. А. Казанцева, И. А. Курзина, Н. И. Косова // Вестник Томского государственного университета. Химия. - 2015. - № 2. - С. 69-75.

186. The preparation of the Ti-Al alloys based on intermetallic phases / N. Kosova, V. Sachkov, I. Kurzina [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2016. - Vol. 112. - P. 1-5.

187. Получение высокопрочных сплавов системы Ti-Al с использованием Гидридов металлов / Н. И. Косова, Л. А. Казанцева, В. И. Сачков [и др.] // Эволюция дефектных структур в конденсированных средах: сб. тезисов XIV междунар. школы-семинара (ЭДС-2016), Барнаул, Белокуриха, 12-17 сент. 2016 г. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2016. - С. 21-23.

188. Перспективные алюминий содержащие сплавы. Структура, особенности получения и свойства / Л. А. Казанцева, А. С. Сачкова, В. И. Сачков И. А. Курзина // Перспективы издания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов : материалы докл. VI Всерос. науч.-техн. конф. молодых ученых, Бийск, 15-16 сент., 2016 г. - Бийск : Общероссийское литературное сообщество, 2016. - С. 168-169.

189. Microstructural Study of Oxidized y-TiAl / F. Dettenwanger, E. Schumann, M. Ruhle [et al.] // Metals (Basel). - 1998. - Vol. 50. - P. 269-307.

190. Ordered domains in tial coexisting with Ti3Al in the lamellar structure of Ti-rich TiAl compounds / H. Inui, M. H. Oh, A. Nakamura, M. Yamaguchi // Philosophical Magazine A. - 1992. - Vol. 66, № 4. - P. 539-555.

191. Gupta R. K. Titanium aluminides / R. K. Gupta, B. Pant // Intermetallic Matrix Composites. - Cambridge : Woodhead Publishing house : Elsevier, 2018. - P. 71-93.

192. Structural formation of Ti-Al-B composite as a function of the method used to obtain and introduce Boron / N. I. Karakchieva, V. I. Sachkov, O. K. Lepakova [et al.] // Tsvetnye Metally. - 2022. - № 11. - P. 56-62.

193. Современные технологии редкометальной и редкоземельной промышленности / под ред. Л. И. Леонтьева, В. И. Сачкова. - Томск : Изд-во НТЛ, 2016. - 388 с.

194. High-Temperature Synthesis of Ti-Si-B and Ti-Al-B Composites and Coatings / O. K. Lepakova, N. I. Karakchieva, N. N. Golobokov [et al.] // International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. - 2020. - Vol. 29, № 3. - P. 150-156.

195. Self-Propagating High Temperature Synthesis of TiB2-MgAl2O4 Composites / N. Radishevskaya, O. Lepakova, N. Karakchieva [et al.] // Metals (Basel). - 2017. -Vol. 7, № 8. - P. 295.

196. Влияние добавок скандия на микроструктуру и фазовый состав TiAl сплава / Н. И. Каракчиева, А. А. Белгибаева, И. А. Курзина [и др.] // Эволюция дефектных структур в конденсированных средах : сб. тезисов XVI междунар. школы-семинара (ЭДС-2020), Барнаул, 7-12 сент. 2020 г. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2020. - С. 165-169.

197. Влияние микролегирования скандием на структуру сплавов на основе алюминидов титана / И. А. Курзина, Н. И. Каракчиева, В. И. Сачков [и др.] // Вестник Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Серия: Химия. География. Экология. - 2022. - № 2. - С. 23-30.

198. The Influence of Scandium on the Composition and Structure of the Ti-Al Alloy Obtained by «Hydride Technology» / N. Karakchieva, O. Lepakova, Y. Abzaev [et al.] // Nanomaterials. - 2021. - Vol. 11, № 4. - P. 918.

199. Scientific principles of making an alloying addition of scandium to aluminium alloys / V. G Davydov, T. D Rostova, V. V Zakharov [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2000. - Vol. 280, № 1. - P. 30-36.

200. Zakharov V. V. Prospects of Creation of Aluminum Alloys Sparingly Alloyed with Scandium // Metal Science and Heat Treatment. - 2018. - Vol. 60, № 3-4. - P. 172176.

201. Harada Y. Microstructure of AbSc with ternary transition-metal additions / Y. Harada, D. C. Dunand // Materials Science and Engineering: A. - 2002. - Vol. 329331. - P. 686-695.

202. Dalen M. E. Effects of Ti additions on the nanostructure and creep properties of precipitation-strengthened Al-Sc alloys / M. E. Dalen, D. C. Dunand, D. N. Seidman // Acta Materialia. - 2005. - Vol. 53, № 15. - P. 4225-4235.

203. Weinert K. Machining of High Strength Light Weight Alloys for Engine Applications / K. Weinert, D. Biermann, S. Bergmann // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2007. - Vol. 56, № 1. - P. 105-108.

204. Effects of scandium and silicon addition on the microstructure and mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy / T. Deng, S. Li, Y. Liang [et al.] // Journal of Materials Research and Technology. - 2020. - Vol. 9, № 3. - 5676-5688.

205. Significantly improved particle strengthening of Al-Sc alloy by high Sc composition design and rapid solidification / S. Liu, X. Wang, Q. Zu [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2021. - Vol. 800. - P. 140304.

206. Mandal P. K. Heat Treatment and Friction Stir Processing Effects on Mechanical Properties and Microstructural Evolution of Sc Inoculated Al-Zn-Mg Alloys // Materials Science and Metallurgy Engineering. - 2017. - Vol. 4, № 1. - P. 16-18.

207. Formation of structure and phase composition of Ti-Y surface layer by electro explosion and electron-beam treatment / V. E. Gromov, K. V. Sosnin, Y. F. Ivanov [et al.] // Tambov University Reports. Series: Natural and Technical Sciences. - 2016. - Vol. 21, № 3. - P. 850-852.

208. Influence of Yttrium on the Phase Composition of the Ti-Al System Obtained by the «Hydride Technology» / N. Karakchieva, A. Artemenko, O. Lepakova [et al.] // Metals (Basel). - 2022. - Vol. 12, № 9. - P. 1481.

209. Изучение влияния микролегирования иттрием на структуру сплава системы Ti-Al / А. А. Белгибаева, Н. И. Каракчиева, Р. Ш. Еркасов // Перспективы развития фундаментальных наук : сб. науч. тр. XVII междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (ПРФН-2020), Томск, 21-24 апр. 2020 г. - Томск : Изд-во ТУСУР, 2020. - С. 26-28.

210. The effect of microalloying with Chromium, Hafnium and Yttrium on the structure and mechanical properties of the VT18U high-temperature Titanium alloy / A. G. Illarionov, A. A. Popov, S. M. Illarionova [et al.] // Diagnostics, Resource and Mechanics of materials and structures. - 2017. - № 3. - P. 15-22.

211. Effects of minor yttrium addition on hot deformability of lamellar Ti-45Al-5Nb alloy / Y. Y. Chen, B. H. Li, F. Kong [et al.] // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. - 2007. - Vol. 17, № 1. - P. 58-63.

212. Kobayashi Y. Thermodynamics of yttrium and oxygen in molten Ti, Ti3Al, and TiAl / Y. Kobayashi, F. Tsukihashi // Metallurgical and Materials Transactions B. -1998. - Vol. 29, № 5. - P. 1037-1042.

213. Kobayashi Y. Thermodynamics of yttrium and oxygen in molten zirconium / Y. Kobayashi, F. Tsukihashi // Metallurgical and Materials Transactions B. - 1999. - Vol. 30, № 2. - P. 352-354.

214. The effect of yttrium addition on the oxidation resistance of EPM TiAl-based intermetallics / Y. Wu, S. K. Hwang, S. W. Nam, N. J. Kim // Scripta Materialia. - 2003.

- Vol. 48, № 12. - P. 1655-1660.

215. Formation of structural-phase state of the Ti-Al-Nd system obtained by «Hydride Technology» / Н. И. Каракчиева Ю. А. Абзаев, И. Амеличкин [и др.] // Южно-Сибирский научный вестник. - 2024. - № 3 (55). - С. 173-178.

216. Изучение влияния микролегирования диспрозием на структуру сплава системы Ti-Al / И. А. Курзина, Н. И. Каракчиева, Р. Ш. Еркасов, А. А. Белгибаева // Евразийское научное объединение. - 2020. - Т. 61, № 3. - С. 370-371.

217. Structure, Phase Composition and Properties of Al3Er Master Alloys Obtained by «Hydride Technology» and Mechanical Treatment / S. D. Sokolov, N. I. Karakchieva, Y. A. Abzaev [et al.] // Russian Journal of Applied Chemistry. - 2024. - Vol. 97, № 11.

- P. 819-826.

218. Структура, фазовый состав и свойства лигатуры Al3Er, полученной гидридной технологией и механической обработкой / С. Д. Соколов, Н. И. Каракчиева, Ю. А. Абзаев [и др.] // Вестник Томского государственного университета. Химия. - 2024. - № 34. - С. 29-43.

219. Phase Equilibria During Solidification in the Ti-TiAl-DyAl2-Dy Region of the Ti-Dy-Al System / M. V. Bulanova, Y. V. Fartushna, K. A. Meleshevich, A. V. Samelyuk // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. - 2014. - Vol. 52, № 11-12. - P. 686-708.

220. Microstructure and mechanical properties of intermetallic y-TiAl alloy alloyed with dysprosium / T. I. Nazarova, K. S. Nazarov, S. N. Sergeev [et al.] // Letters on Materials. - 2017. - Vol. 7, № 3. - P. 307-311.

221. Effects of Third Elements on the Structures of TiAl-based Alloys / K. Hashimoto, H. Doi, K. Kasahara [et al.] // Journal of the Japan Institute of Metals. - 1988.

- Vol. 52, № 8. - P. 816-825.

222. Формирование структурно-фазового состояния Ti-Al материалов с добавками Zr, полученных «Гидридной технологией» / Н. И. Каракчиева, Ю. А. Абзаев, И. Амеличкин [и др.] // Вопросы материаловедения. - 2024. - Т. 119, № 3.

- С. 112-121.

223. The effect of zirconium on the Ti-(42-46 at.%)Al system / M. Musi, S. Kardos, L. Hatzenbichler [et al.] // Acta Materialia. - 2022. - Vol. 241. - P. 118414.

224. Каракчиева Н. И. Получение материалов на основе системы Ti-Al с добавкой гафния «Гидридной технологией» / Н. И. Каракчиева, И. В. Амеличкин // Перспективы развития фундаментальных наук : сб. тр. XX междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых : в 7 т., Томск, 25-28 апр. 2023 г. - Томск : Изд-во ТПУ, 2023. - Т. 2 : Химия. - С. 102-104.

225. Формирование структурно-фазового состояния Ti-Al материалов с добавками Hf, полученных «Гидридной технологией» / Н. И. Каракчиева, Ю. А. Абзаев, И. Амеличкин [и др.] // Вопросы материаловедения. - 2024. - Т. 119, № 3.

- С. 102-111.

226. EBSD-анализ структуры литых и закаленных сплавов гафний-титан / Ю. В. Хлебникова, Д. П. Родионов, Т. Р. Суаридзе [и др.] // Физика металлов и металловедение. - 2018. - Т. 119, № 9. - С. 913-922.

227. Исследование диаграммы состояния системы Al-Hf в области сплавов, богатых алюминием / Л. Л. Рохлин, Н. Р. Бочвар, Т. В. Добаткина, В. Г. Леонтьев // Металлы. - 2009. - № 3. - С. 93-98.

228. Karakchieva N. I. «Hydride technology» for gradient materials based on Titanium alloys / N. I. Karakchieva, V. I. Sachkov, I. A. Kurzina // Proceedings of XVIII International Workshop on High Energy and Special Materials (HEMs-2023), Pune, 0203 Nov. 2023. - Pune : HEMs, 2023. - P. 173-175.

229. Каракчиева Н. И. Получение композиционных материалов на основе Ti-Al «Гидридной технологией» / Н. И. Каракчиева, В. И. Сачков, И.А. Курзина //

Материалы во внешних полях : тр. XII междунар. онлайн-симпозиума, Новокузнецк, 13 дек. 2013 г. - Новокузнецк : Изд-во СибГИУ,. 2023. - С. 7.

230. Получение высокопрочных сплавов системы Ti-Al по «Гидридной технологии» / А. А. Белгибаева, Р. Ш. Еркасов, И. А. Курзина [и др.] // Новые материалы и технологии : сб. науч. ст. VI Рос.-Казахстанской молодежной науч.-техн. конф., Барнаул, 13 дек. 2018 г. - Барнаул : Алтайский государственный университет, 2018. - С. 62-68.

231. Порошковая технология для получения градиентных материалов на основе Ti-Al / Н. И. Каракчиева, А. А. Клопотов, Ю. А. Абзаев [и др.] // Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы XXII Всерос. науч. конф., Хабаровск, 30 сент.-4 окт. 2024 г. - Хабаровск : ТОГУ, 2024.

- С. 173-175.

232. Нанокристаллические интерметаллидные и нитридные структуры, формирующиеся при ионно-лучевом воздействии / И. А. Курзина, Э. В. Козлов, Ю. П. Шаркеев [и др.]. - Томск : Изд-во НТЛ, 2008. - 322 с.

233. Yeh C. L. Effects of Ti/Al Ratio on Formation of Ti-Al Intermetallics/TiB2 Composites by SHS from Ti-Al-B Powder Mixtures / C. L. Yeh, Y. C. Chan // Processes.

- 2024. - Vol. 12, № 6. - P. 1237.

234. Thermodynamic Assessments of Ti-Al, Ti-Fe, and Ti-Al-Fe Systems with Four-Sublattice Description of Ordered Body-Centered Cubic Phase and Density Functional Theory Data / Z. Liang, U. Kattner, K. Choudharry [et al.] // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2024. - Vol. 45. - P. 732-756.

235. The Materials Project. - [S. l.], 2024. - URL: https://next-gen.materialsproject.org/ (access date: 04.08.2024).

236. Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах / В. Е. Зиновьев. - М. : Металлургия, 1989. - 384 с.

237. Сироткина Л. В. Справочник по химии / Л. В. Сироткина, Р. О. Сироткин. - Казань : Казан. гос. энерг. ун-т, 2015. - 99 с.

238. Phase Diagram of Ti-Fe-Al System / Y. Zhumagaliev, S. Baisanov, A. Chekimbaev, N. Nurgali // The Twelfth International Ferroalloys Congress, Helsinki, 6-

9 June 2010 year. - Helsinki : Outotec Oyj, 2010. - P. 653-656.Thermodynamic Properties of Binary Al-Nd Alloys / M. O. Shevchenko, V. S. Sudavtsova, V. G. Kudin [et al.] // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. - 2017. - Vol. 56, № 5-6. - P. 333354.

239. Gao M. C. Lattice stability of aluminum-rare earth binary systems: A first-principles approach / M. C. Gao, A. D. Rollett, M. Widom // Physical Review B. - 2007. - Vol. 75, № 17. - P. 174120.

240. Electronic structural, elastic properties and thermodynamics of Mg17Al12, Mg2Si and AbY phases from first-principles calculations / Z. W. Huang, Y. H. Zhao, H. Hou, P. D. Han // Physica B: Condensed Matter. - 2012. - Vol. 407, № 7. - P. 10751081.

241. Гилев И. О. Термодинамические свойства расплавов бинарной системы Al-Y / И. О. Гилев, А. Б. Шубин, П. В. Котенков // Расплавы. - 2021. - № 5. - С. 469-481.

242. Thermodynamic evaluation and optimization of Al-Gd, Al-Tb, Al-Dy, Al-Ho and Al-Er systems using a Modified Quasichemical Model for the liquid / L. Jin, Y. B. Kang, P. Chartrand, C. D. Fuerst // Calphad. - 2010. - Vol. 34, № 4. - P. 456-466.

243. Thermodynamic measurements and assessment of the Al-Sc system / G. Cacciamani, P. Riani, G. Borzone [et al.] // Intermetallics (Barking). - 1999. - Vol. 7, № 1. - P. 101-108.

244. Thermodynamic assessment of the Al-Dy, Dy-Zr and Al-Dy-Zr systems / H. Bo, L. Liu, X. Xiong, Z. Jin // Chinese Science Bulletin. - 2014. - Vol. 59, № 15. - P. 1738-1746.

245. Phase Field Simulation of the Lamellar Microstructure Formation in TiAl Alloys / C. Y. Teng, Y. Fu, Z. Y. Ren [et al.] // Key Engineering Materials. - 2016. - Vol. 703. - P. 81-86.

246. Effect of external stress on у nucleation and evolution in TiAl alloys / C. Y. Teng, A. Du, D. S. Xu [et al.] // Intermetallics (Barking). - 2015. - Vol. 65. - P. 1-9.

247. Phase-field simulation of twin boundary fractions in fully lamellar TiAl alloys / C. Y. Teng, N. Zhou, Y. Wang [et al.] // Acta Materialia. - 2012. - Vol. 60, № 18. - P. 6372-6381.

248. Djanarthany S. An overview of monolithic titanium aluminides based on Ti3Al and TiAl / S. Djanarthany, J. C. Viala, J. Bouix // Materials Chemistry and Physics.

- 2001. - Vol. 72, № 3. - P. 301-319.

249. Закономерности формирования структуры магниевых сплавов, легированных РЗМ (Nd, Dy, Ho, Er) / Н. И. Каракчиева, В. Д. Валихов, И. В. Амеличкин [и др.] // Вестник Томского государственного университета. Химия. -2025. - № 37. - С. 20-28.

250. Магниевые сплавы с добавками Sc, Zr, Dy / Н.И. Каракчиева, В.Д. Валихов, А.П. Хрусталев, В.И. Сачков // Цветные металлы. 2025. №7. С.65-70.

251. Исследование влияния РЗЭ иттриевой и цериевой подгрупп на свойства магниевых сплавов / Е. Ф. Волкова, Л. Л. Рохлин, С. Я. Бецофен, М. В. Акинина // Технология легких сплавов. - 2014. - № 2. - С. 42-48.

252. Рохлин Л. Л. Магниевые сплавы, содержащие редкоземельные металлы / Л. Л. Рохлин. - М. : Наука, 1980. - 190 с.

253. Синтез магний-циркониевых лигатур / Н. В. Францева, В. Н. Войцеховский, С. А. Савченков В. Ю. Бажин // Международный научно-исследовательский журнал. - 2016. - Т. 49, № 7. - С. 138-142.

254. Petrov A. A. Magnesium alloys: prospective industries of application, advantages and disadvantages (Review). Part 2. Mechanism of deformation and anisotropy of mechanical properties of magnesium alloys / A. A. Petrov, K. A. Speransky // Proceedings of VIAM. - 2021. - № 11. - P. 12-24.

255. Improved interface bonding of Al/Mg bimetal fabricated by compound casting with Nd addition / Z. Zhang, W. Jiang, G. Li [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2021. - Vol. 826. - P. 141998.

256. Rokhlin L. L. Effect of various rare-earth metals in magnesium alloys on their strength properties // Journal of «Almaz - Antey» Air and Defence Corporation. - 2020.

- № 3. - P. 38-44.

257. Ferro R. Intermetallic chemistry / R. Ferro, A. Saccone. - Pergamon : Elsevier, 2008. - 813 p.

258. The effect of Sc on plastic deformation of Mg-Sc binary alloys under tension / C. J. Silva, A. Kula, R. K. Mishra [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2018.

- Vol. 761. - P. 58-70.

259. Improving the strength and ductility of magnesium alloys by Sc alloying: An experimental and first-principles study / J. Zhou, L. Xin, D. Mei [et al.] // Materials Science and Engineering: A. - 2023. - Vol. 887. - P. 145688.

260. Influence of Sc on the microstructure, degradation behavior, biocompatibility in vitro and mechanical property of Mg-2Zn-0.2Zr alloy / Y. He, R. Wang, L. Yang [et al.] // Materials & Design. - 2022. - Vol. 221. - P. 110863.

261. Microstructure and corrosion behavior of Mg-Sc binary alloys in 3.5 wt.% NaCl solution / C. Zhang, L. Wu, H. Liu [et al.] // Corrosion Science. - 2020. - Vol. 174.

- P. 108831.

262. Investigation on the corrosion behavior of single-phase and binary-phase Mg-Sc alloys: An experimental and first-principles study / T. Xie, P. Zhao, Y. Chen [et al.] // Materials Characterization. - 2021. - Vol. 179. - P. 111294.

263. Mechanical, corrosion, and biocompatibility properties of Mg-Zr-Sr-Sc alloys for biodegradable implant applications / K. Munir, J. Lin, C. Wen [et al.] // Acta Biomaterialia. - 2020. - Vol. 102. - P. 493-507.

264. Effect of Sc/Sm microalloying on microstructural and properties of Mg-2Zn-0.3Ca biodegradable alloy / L. Yang, Y. Feng, Y. He [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2022. - Vol. 907. - P. 164533.

265. Trends in the development of cast magnesium alloys with an increased ignition temperature (review) / A. A. Leonov, N. V. Trofimov, V. A. Duyunova, Z. P. Uridiya // Proceedings of VIAM. - 2021. - № 2. - P. 3-9.

266. Calado L. M. Rare Earth Based Magnesium Alloys-A Review on WE Series / L. M. Calado, M. J. Carmezim, M. F. Montemor // Frontiers in Materials. - 2022. - Vol. 8. - P. 1-18.

267. He M. et al. Structural, electronic, and mechanical properties of Mg-Dy intermetallic phases studied by first-principles calculations // Smart Materials in Manufacturing. 2024. Vol. 2. P. 100055.

268. Liu D. et al. Mechanical properties, corrosion resistance and biocompatibilities of degradable Mg-RE alloys: A review // Journal of Materials Research and Technology. 2019. Vol. 8, № 1. P. 1538-1549.

269. Effect of heat treatment on the microstructures and damping properties of biomedical Mg-Zr alloy / M. H. Tsai, M. S. Chen, L. H. Lin [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2011. - Vol. 509, № 3. - P. 813-819.

270. Li X. et al. Microstructure, mechanical performance and nucleation mechanism of laser powder bed fused novel Sc/Zr/Ti-modified Al-Mg alloys // Mater Des. 2024. Vol. 240. P. 112827.

271. Design multifunctional Mg-Zr coatings regulating Mg alloy bioabsorption / Z. Benzarti, S. Itani, J. D. Castro [et al.] // Journal of Magnesium and Alloys. - 2024. -Vol. 12, - № 4. - P. 1461-1478.

272. Ralston K.D., Birbilis N., Davies C.H.J. Revealing the relationship between grain size and corrosion rate of metals // Scr Mater. 2010. Vol. 63, № 12. P. 1201-1204

273. Birbilis N. et al. Grain character influences on corrosion of ECAPed pure magnesium // Corrosion Engineering, Science and Technology. 2010. Vol. 45, № 3. P. 224-230.

274. Figueiredo R.B., Langdon T.G. The nature of grain refinement in equal-channel angular pressing: a comparison of representative fcc and hcp metals // International Journal of Materials Research. 2009. Vol. 100, № 12. P. 1638-1646.

275. Li Z., Zhou S., Huang N. Effects of ECAE processing temperature on the microstructure, mechanical properties, and corrosion behavior of pure Mg // International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials. 2015. Vol. 22, № 6. P. 639-647.

276. Ralston K.D., Birbilis N. Effect of Grain Size on Corrosion: A Review // CORROSION. 2010. Vol. 66, № 7. P. 075005-075005-075013.

277. Пат. № 2798498 C1, МПК C22C1/02 B22D21/04. Способ получения магниевых сплавов системы магний-цинк-кальций и устройство для его

осуществления : № 2022118932 ; заявл. 12.07.2022 ; опубл. 23.06.2023 / Марченко Е. С. (RU), Жуков И. А. (RU), Хрусталев А. П. (RU), Ворожцов А. Б. (RU), Даммер В. Х. (RU) ; заявитель ТГУ. - 5 с. : ил.

278. Corrosion resistance of neodymium and dysprosium hydrides / N. Karakchieva, G. Lyamina, E. Knyazeva [et al.] // AIP Conference Proceedings. - 2017.

- Vol. 1899, № 1. - P. 030008-1-030008-6.

279. Karakchieva N. I. Corrosion resistance of modified magnesium-based alloys / N. I. Karakchieva, E. D. Khabibova, I. Amelichkin, I. Amelichkin, I. Amelichkin, V. I. Sachkov // International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. - 2025. - Vol. 14, № 3. - Р. 1481-1498. - DOI: 10.17675/2305-6894-2025-14-3-24.

280. ГОСТ 9.913-90. Единая система защиты от коррозии и старения. Алюминий, магний и их сплавы. Методы ускоренных коррозионных испытаний : Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 27.06.90 N 1918 : дата введения 1992-01-01. - М. : Издательство стандартов, 1990. - 7 с.

281. ГОСТ 20018-74. Сплавы твердые печенные. Метод определения плотности : гос. стандарт СССР : дата введения 1976-01-01. - М. : Издательство стандартов, 1974. - 11 с.

282. Structure and corrosion properties of multilayer metal/nitride/oxide ceramic coatings formed on austenitic-martensitic steel by magnetron deposition / T. Dorofeeva, V. Semin, T. Gubaidulina [et al.] // Thin Solid Films. - 2024. - Vol. 798. - P. 140380.

283. Гнеденков С. В. Импедансная спектроскопия в исследовании процессов переноса заряда / С. В. Гнеденков, Л. С. Синебрюхов // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. - 2006. - № 5. - С. 6-16.

284. On the use of a constant phase element (CPE) in electrochemistry / S. M. Gateman, O. Gharbi, H. G. Melo [et al.] // Current Opinion in Electrochemistry. - 2022.

- Vol. 36. - P. 101133

285. Corrosion behavior of magnesium and its alloy in NaCl solution / F. H. Cao, V. H. Len, Z. Zhang, J. Q. Zhang // Russian Journal of Electrochemistry. - 2007. - Vol. 43, № 7. - P. 837-843.

286. Закономерности развития коррозионных процессов на поверхности магниевых сплавов: кинетика, механизм, методы исследования. Формирование и свойства защитных покрытий / А. С. Гнеденков, С. Л. Синебрюхов, В. С. Филонина [и др.] // Физико-химические основы локальной гетерогенной коррозии магниевых и алюминиевых сплавов. - М. : ТЕХНОСФЕРА, 2022. - С. 34-98.

287. Sawy E. E. Corrosion Behaviour of Magnesium and Some of Its Alloys in Aqueous Media / E. E. Sawy. - Cairo : National research center, 2007. - 185 p.

288. Electrochemical behavior of a magnesium ZK60 alloy processed by high-pressure torsion / H. Torbati-Sarraf, S. A. Torbati-Sarraf, A. Poursaee, T. G. Langdon // Corrosion Science. - 2019. - Vol. 154. - P. 90-100.

289. Mechanism of corrosion behavior induced by precipitates under plastic compressive stress in Mg-Gd-Y alloys / L. Liu, P. Wang, Y. Wang [et al.] // Journal of Rare Earths. 2024. - Vol. 42. - P. 2183-2195.

290. Impact of rare-earth elements on the corrosion performance of binary magnesium alloys / H. Azzeddine, A. Hanna, A. Dakhouche [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2020. - Vol. 829. - P. 154569.

291. Materials Design and Discovery with High-Throughput Density Functional Theory: The Open Quantum Materials Database (OQMD) / J. E. Saal, S. Kirklin, M. Aykol [et al.] // Journal of The Minerals, Metals & Materials Society. - 2013. - Vol. 65, № 11. - P. 1501-1509.

292. The Open Quantum Materials Database (OQMD): assessing the accuracy of DFT formation energies / S. Kirklin, J. E. Saal, B. Meredig [et al.] // NPJ Computational Materials. - 2015. - Vol. 1, № 1. - P. 15010.

293. First-principles study of structure and properties of ®-Ti2Zr / P. Zhang, F. Meng, Z. Gong [et al.] // Computational Materials Science. - 2013. - Vol. 74. - P. 129137.

Скан патента на изобретение №2804402 «Способ получения сплавов на

основе интерметаллидов»

Скан патента на изобретение №2841639 «Способ получения сплавов на основе тройных интерметаллидов»

Структурно-методологическая схема диссертационной работы

Проблема исследования

X

Отсутствие системных фундаментальных взаимосвязей между составом, структурой функциональными свойствами многокомпонентных систем на основе титана, что ограничивает возможность целенаправленного проектирования новых материалов с заданными характеристиками.

Цель

Разработать новые металлические материалы на основе титана и выявить фундаментальные связи "состав-структура", определяющие их функциональные свойства.

1. Разработать научные основы выбора составов трехкомпонентных систем на основе титана и провести теоретическое обоснование расчета их структурно-фазового состояния.

......... Г1

2, Разработать порошковый метод получения

титана и изучить закономерности изменения фазового состава и структуры сплавов на основе титана.

Новые материалы li-Al-Me с выявленными связями «состав—структура свойства»._

3- Изучить взаимосвязь «состав-структура-свойства» Ti-Al-Me (Мс = Sc. Y. Nd. Dy. Но. Ег. Zr. НО и Ti-V-Cr, полученных с применением порошковой технологии.

2. Введение 2 ат.% легируюшего элемента повышает энергию связи и стабилизирует кристаллическую решётку за счёт образования интерметаллических соединений.

ГЛАВА 2

3. «Гидридная технология» для получения трехкомпонентных систем с критически различными температурами плавления.

4. Исследовать роль третьего компонента в системе Ti-Al-Me и Ti-V-Cr.

5. Исследовать функциональные свойства Ti-Al-Me в качестве лигатур для магниевого сплава Мг95.

4. При порошковом спекании увеличение температуры и времени способствует однородности сплава и росту фазы (3-VTiCr.

исследования

сплавы Мг95 с многокомпонентным легированием

5. Сформирована многоступенчатая структура сплава V-Ti-Cr (матричные зерна, межзеренные прослойки, агломераты).

Предмет исследования

Системы состава Ti^^A^gMe^ (Me = Sc. Y. Nd. Dy. Ho. Er. Zr. Hi): образцы сплавов на основе магниевого Мг95 с добавкой 0.1 масс, Ti49Al49Me2.

ГЛАВА 4

6. Добавление Sc и Y приводит к

азованию ламельной структуры с увеличением ширины обогащенных полос.

7. Изменения микротвердости: рост в системе HIB. снижение в системах IVB и лантаноидов.

Б. Легирование в количестве 0.1 масс.% магниевого сплава Мг95 лигатурами состава П49А349Ме2 (Ме=5>с,У,Но) приводит к повышению предела прочности на 10%. состава Та49А149Ме2 (Ме=Е)у.Но) к повышению устойчивости окисления магниевого сплава Мг95 к разрушениям в коррозионно-среде на 27%

Методы исследования ^

Методология исследования 4

»[НУ. НВ

одноосное растяжение

Нэнс

1. Интеграция теоретического у экспериментального подходов.

—*|ш

лп

1 .Уточнение диаграмм состояния систем AI-Ti-Ме и Ti-V-Cr,

2. Количественный

температуры на структуру сплавов Ti-V-Cr.

2. Синтез и оптимизация

материалов._

4, Оценка функциональных свойств.

3. Структурный и фазовый анализ.

5, Системный анализ взаимосвязи «состав-структура-свойства».

Георетичес к a s значимость

3. Выявление гидридов Ti-H для эталонной базы соединений._

1. Проведен комплексный анализ фазовых равновесий в системах Ть А1-Ме и П-У-Сг с разработкой метода получения

трехкомпонентных систем на основе тнтана._

2. Установлена зависимость структуроооразования титановго сплава [}-Т1УСг от температурных режимов спекания

3. Разработана гидридная получения систем Ti-Al-Me,

4. Разработан легированный сплав Мг95 с оптимизнрованными

функц НО 1

Научная новизна

Ilpi

значимость

1. Разработка подхода выбора легирующих элементов для системы Ti-А1.

2. Определение зависимости структур о о б р а з о в а кия сплавов Ti-V-Cr от условий спекания._

3. Внедрение гидридной технологии для получения многокомпонентных

снетем.

4. Легированные сплавы Mr9 5 (MgTiAlMe) с улучшенными свойствами.

5. Применимость выявленных закономерностей дня разработки новых лигатур.

Применение интегрированного подхода, сочетающего ab initio расчеты на основе теории функционала плотности и термодинамическое моделирование фазовых диаграмм трехкомпонентных систем с экспериментальными исследованиями металлических сплавов на основе титана, синтезированных методами порошковой металлургии, позволит предсказать и экспериментально подтвердить существование новых упорядоченных фаз с улучшенными функциональными свойствами. Эти фазы, обладающие повышенной термодинамической стабильностью и оптимизированными механическими характеристиками, могут быть использованы для легирования магниевых сплавов, таких как Мг95. с целью значительного повышения их прочностных н пластических свойств, что делает их перспективными для применения в авиационной и автомобильной промышленности.

Рисунок 0.1 — Структурно-методологическая схема диссертационной работы

Энтальпия образования, энтропия и энергия Гиббса некоторых соединения систем Т1-Л1-Ме (Ме=Бс, У, Ш, Бу, Но, Ег,

7г, Щ)

Таблица Г.1 - Энтальпия образования, энтропия и энергия Гиббса некоторых соединения систем Т1-Л1-Ме (Ме=Бс, У, Кё,

Бу, Но, Ег, 7г,

Состав dH, кДж/моль dS, Дж/моль dG кДж/моль

Ме Бс У Бу Бс У Бу