cvmetИзвестия вузов. Цветная металлургияIzvestiya. Non-Ferrous Metallurgy0021-34382412-8783НИТУ МИСИС10.17073/0021-3438-2020-3-4-12cvmet-1127Research ArticleМеталлургия цветных металловMetallurgy of Non-Ferrous MetalsВлияние добавок меди на теплоемкость и термодинамические функции алюминия марки А7ЕThe effect of copper additives on the heat capacity and thermodynamic functions of A7E grade aluminumГаниевИ. Н.GaniyevI. N.

Доктор химических наук, акад. АН Респ. Таджикистан, профессор, зав. лабораторией Коррозионно-стойкие материалы.

734063, Респ. Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/2

Dr. Sci. (Chem.), acad. of the Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan, prof., head of Laboratory Corrosion-resistant materials.

734063, Dushanbe, Aini str., 299/2

ganiev48@mail.ruРашидовА. Р.RashidovA. R.

Старший преподаватель кафедры «Автоматизированный электропривод.

735162, обл. Хатлон, Бохтариён, ул. Носири Хусрав

Senior teacher of the Department Automated electric drive.

735162, Khatlon region, Bohtariyon, Nosiri Khusrav str.

rashidov0909@mail.ruОдиназодаХ. О.OdinazodaH. O.

Доктор технических наук, профессор, чл.-кор. АН Респ. Таджикистан, ректор.

734042, Душанбе, пр. акад. Раджабовых, 10

Dr. Sci. (Tech.), prof., corr. of Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan, rector.

734042, Dushanbe, Acad. Radjabovs pr., 10

haydar.odinazoda@mail.ruСафаровА. Г.SafarovA. G.

Кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник.

734064, Душанбе, ул. Айни, 299/1

Cand. Sci. (Chem.), leading researcher.

734064, Dushanbe, Aini str., 299/1

amirsho71@mail.ruДжайлоевДж. Х.JayloevJ. H.

Старший научный сотрудник.

734063, Душанбе, ул. Айни, 299/2

Senior researcher

husenzod85@mail.ruИнститут химии им. В.И. Никитина АН Респ. ТаджикистанТаджикистанInstitute of Chemistry n.a. V.I. Nikitin of the Academy of Sciences of the Republic of TajikistanTajikistanТаджикский технический университет им. М.С. ОсимиТаджикистанInstitute of Energy of TajikistanTajikistanИнститут энергетики ТаджикистанаТаджикистанTajik Technical University n.a. M.S. OsimiTajikistanФизико-технический институт им. С.У Умарова АН Респ. ТаджикистанТаджикистанPhysical-Technical Institute n.a. S.U. Umarov of the Academy of Sciences of the Republic of TajikistanTajikistan20201506202003412Copyright © Ганиев И.Н., Рашидов А.Р., Одиназода Х.О., Сафаров А.Г., Джайлоев Д.Х., 20202020Ганиев И.Н., Рашидов А.Р., Одиназода Х.О., Сафаров А.Г., Джайлоев Д.Х.Ganiyev I.N., Rashidov A.R., Odinazoda H.O., Safarov A.G., Jayloev J.H.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://cvmet.misis.ru/jour/article/view/1127

Экономическая целесообразность применения алюминия в качестве проводникового материала объясняется благоприятным соотношением его стоимости (которая в течение многих лет практически не меняется) и стоимости меди. При использовании проводниковых алюминиевых сплавов для изготовления тонкой проволоки, обмоточного провода и др. могут возникнуть определенные сложности в связи с их недостаточной прочностью и малым числом перегибов до разрушения. В последние годы разработаны алюминиевые сплавы, которые даже в мягком состоянии обладают прочностными характеристиками, позволяющими применять их в качестве проводникового материала. Одним из перспективных потребителей алюминия является электротехническая промышленность. Отсюда разработка новых составов сплавов на основе этого металла весьма актуальна. Экспериментально определена температурная зависимость теплоемкости сплавов алюминия марки А7Е с медью и выполнен расчет изменений их термодинамических функций. Исследования проводились в режиме охлаждения с применением компьютерной техники и программы «SigmaPlot». Установлены полиномы температурной зависимости теплоемкости и изменения термодинамических функций (энтальпии, энтропии и энергии Гиббса) указанных сплавов и эталона (Al марки A5N), характеризуемые коэффициентом корреляции Лкорр = 0,992+0,998. Показано, что с ростом содержания меди теплоемкость сплавов алюминия марки А7Е снижается, а с увеличением температуры повышается. Энтальпия и энтропия сплавов алюминия марки А7 с медью с увеличением доли меди уменьшаются, а с ростом температуры повышаются. Для энергии Гиббса характерна обратная зависимость.

The economic feasibility of using aluminum as a conductive material is explained by the favorable ratio of its cost to the cost of copper. In addition, one should take into account the factor that the cost of aluminum remains practically unchanged for many years. When using conductive aluminum alloys for the manufacture of thin wire, winding wire, etc. certain difficulties may arise in connection with their insufficient strength and a small number of kinks before fracture. In recent years, aluminum alloys have been developed with strength characteristics that allow them to be used as a conductive material even in a soft state. One of the promising applications of aluminum is the electrical industry. Hence, the development of new alloy compositions based on this metal is very relevant. The temperature dependence of the heat capacity of A7Е grade aluminum alloys with copper was experimentally determined, and changes in their thermodynamic functions were calculated. The studies were carried out in cooling mode using computer hardware and Sigma Plot software. Polynomials were established for the temperature dependence of the heat capacity and changes in thermodynamic functions (enthalpy, entropy, and Gibbs energy) of these alloys and a reference standard (A5N grade Al) characterized by a correlation coefficient Rcorr = 0.992+0.998. It was shown that the heat capacity of A7E grade aluminum decreases with increasing copper content, and increases with rising temperature. The enthalpy and entropy of A7 grade aluminum alloys with copper decrease with increasing copper content, and increase with rising temperature. The value of Gibbs energy is characterized by an inverse relationship.

алюминий марки А7Емедьэталон (Al марки A5N)теплоемкостьрежим «охлаждения»энтальпияэнтропияэнергия ГиббсаA7E grade aluminumcopperreference standard (A5N grade Al)heat capacity«cooling» modeenthalpyentropyGibbs energyReferencesНизомов З., Гулов Б, Ганиев И.Н., Саидов Р.Х., Обидов Ф.У, Эшов Б.Б. Исследование температурной зависимости удельной теплоемкости алюминия марок ОСЧ и А7. Докл. АН Респ. Таджикистан. 2011. Т. 54. No. 1. С. 53—59.Nizomov Z., Gulov B., Ganiev I.N., Saidov R.Kh, Obi-dov F U., Eshov B.B. Study of the temperature dependence of the specific heat of aluminum grades OSCh and A7. Doklady ANRespubliki Tadzhikistan. 2011. Vol. 54. No. 1. P. 53—59 (In Russ.).Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. М.: МИСиС, 2005.Zolotorevskii V.S., Belov N.A. Metallurgy of foundry aluminum alloys. Moscow: MISIS, 2005 (In Russ.).Белецкий В.М., Кривов Г.А. Алюминиевые сплавы (состав, свойства, технология, применение): Справочник. Под ред. И.Н. Фридляндера. Киев: КОМИТЕХ, 2005.Beletskii V.M., Krivov G.A. Aluminum alloys (structure, properties, technology, application). Ed. I.N. Fridlyander. Kiev: KOMITEKh, 2005 (In Russ.).Маджидов Х, Аминов Б., Сафаров М, Вахобов А., Обидов Ф.У. Теплоемкость особо чистого алюминия в зависимости от температуры. Докл. АН Респ. Таджикистан. 1990. Т. 33. No. 6. С. 380—383.Madzhidov Kh, Aminov B, Safarov M, Vakhobov A., Obi-dovF.U Heat capacity of highly pure aluminum depending on temperature. Doklady AN Respubliki Tadzhikistan. 1990. Vol. 33. No. 6. P. 380—383 (In Russ.).Усов В.В., Займовский А.С. Проводниковые, реостатные и контактные материалы. Материалы и сплавы в электротехнике. Т. II. М.: Госэнергоиздат, 1957.Usov V.V., ZaimovskiiA.S. Conductor, rheostat and contact materials. Materials and alloys in electrical engineering. Vol. II. Moscow.: Gosenergoizdat, 1957 (In Russ.).Somasekharan A.C., Murr L.E. Microstructures in friction-stir welded dissimilar magnesium alloys and magnesium alloys to 6061-T6 aluminum alloy. Mater. Cha-ract. 2004. Vol. 52. No. 1. P. 49—64.Somasekharan A.C., Murr L.E. Microstructures in friction-stir welded dissimilar magnesium alloys and magnesium alloys to 6061-T6 aluminum alloy. Mater. Cha-ract. 2004. Vol. 52. No. 1. P. 49—64.Menan F., Henaff G. Synergistic action of fatigue and corrosion during crack growth in the 2024 aluminum alloy. Procardia Eng. 2010. Vol. 2. No. 1. P. 1441—1450.Menan F., Henaff G. Synergistic action of fatigue and corrosion during crack growth in the 2024 aluminum alloy. Procardia Eng. 2010. Vol. 2. No. 1. P. 1441—1450.Hu X.W, Jiang F.G., Yan H. Effects of rare earth Er additions on microstructure development and mechanical properties of die-cast ADC12 aluminum alloy. J. Alloys Compd. 2012. P. 538—544.Hu X.W, Jiang F.G., Yan H. Effects of rare earth Er additions on microstructure development and mechanical properties of die-cast ADC12 aluminum alloy. J. Alloys Compd. 2012. P. 538—544.Fragomeni J., Wheeler R., Jata K.V Effect of single and duplex aging on precipitation response, microstructure, and fatigue crack behavior in Al—Li— Cu alloy AF/C- 458. J. Mater. Eng. Perform. 2005. Vol. 14. No. 1. P. 18—27.Fragomeni J., Wheeler R., Jata K.V Effect of single and duplex aging on precipitation response, microstructure, and fatigue crack behavior in Al—Li— Cu alloy AF/C- 458. J. Mater. Eng. Perform. 2005. Vol. 14. No. 1. P. 18—27.Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1979.Mondolfo L.F. Structure and properties of aluminum alloys. Moscow: Metallurgiya, 1979 (In Russ.).Yan X.Y, Chang Y.A., Xie FY, Chen S.L., Zhang F, Daniel S. Calculated phase diagrams of aluminum alloys from binary Al—Cu to multicomponent commercial alloys. J. Alloys Compd. 2001. Vol. 320. No. 2. P 151— 160.Yan X.Y, Chang Y.A., Xie FY, Chen S.L., Zhang F, Daniel S. Calculated phase diagrams of aluminum alloys from binary Al—Cu to multicomponent commercial alloys. J. Alloys Compd. 2001. Vol. 320. No. 2. P 151— 160.Liu L., Ren D., Liu F. A review of dissimilar welding techniques for magnesium alloys to aluminum alloys. Materials. 2014. Vol. 7. No. 5. P. 3735—3757.Liu L., Ren D., Liu F. A review of dissimilar welding techniques for magnesium alloys to aluminum alloys. Materials. 2014. Vol. 7. No. 5. P. 3735—3757.Wang M.J., Chen L., Wang Z.X. Effect of rare earth addition on continuous heating transformation of a high speed steel for rolls. J. Rare Earths. 2012. Vol. 30. P. 84—89.Wang M.J., Chen L., Wang Z.X. Effect of rare earth addition on continuous heating transformation of a high speed steel for rolls. J. Rare Earths. 2012. Vol. 30. P. 84—89.Chen X.G. Growth mechanisms of intermetallic phases in DC cast AA1XXX alloys. Essential Readings in Light Metals. Vol. 3. Cast shop for aluminum production. 2013. P. 460—465.Chen X.G. Growth mechanisms of intermetallic phases in DC cast AA1XXX alloys. Essential Readings in Light Metals. Vol. 3. Cast shop for aluminum production. 2013. P. 460—465.Иванцов Г.П. Нагрев металла (теория и методы расчета). Свердловск; М.: Металлургиздат, 1948.Ivantsov G.P. Heating of metal (theory and methods of calculation). Sverdlovsk; Moscow: Metallurgizdat, 1948 (In Russ.).Багницкий В.Е. Обратные связи в физических явлениях. Германия: LAP (Lambert Acad. Publ.), 2014.Bagnitskii V.E. Feedback in the physical phenomena. Germany: LAP (Lambert Acad. Publ.), 2014 (In Russ.).Киров С.А., Салецкий А.М., Харабадзе Д.Э. Изучение явлений переноса в воздухе. Описание задачи No. 219 общего физического практикума «Молекулярная физика». М.: ООП Физ. фак-та МГУ, 2013.Kirov S.A., Saletskii A.M., Kharabadze D.E. The study of transport phenomena in the air. Description of problem No. 219 of the general physical workshop «Molecular physics». Moscow: OOP Fiz. facul’teta MGU, 2013 (In Russ.).Булкин П.С., Попова И.И. Общий физический практикум. Молекулярная физика. М.: Изд-во МГУ, 1988.Ganiev I.N., Safarov A.G., Odinaev F.R., Yakubov U.Sh., Kabutov K. Temperature dependence of the specific heat and the changes in the thermodynamic functions of a bismuth-bearing AZh4.5 alloy. Russ. Metallurgy (Metally). 2020. Vol. No. 1. P. 17-24.Ganiev I.N., Safarov A.G., Odinaev F.R., Yakubov U.Sh., Kabutov K. Temperature dependence of the specific heat and the changes in the thermodynamic functions of a bismuth-bearing AZh4.5 alloy. Russ. Metallurgy (Metally). 2020. Vol. No. 1. P. 17-24.Ganiev I.N., Nazarova M.T, Yakubov U.Sh., Safarov A.G., Kurbonova M.Z. Influence of lithium on specific heat capacity and changes in the thermodynamic functions of aluminum alloy AB1. High Temp. 2020. Vol. 58. No. 1. P. 58-63.Ganiev I.N., Nazarova M.T, Yakubov U.Sh., Safarov A.G., Kurbonova M.Z. Influence of lithium on specific heat capacity and changes in the thermodynamic functions of aluminum alloy AB1. High Temp. 2020. Vol. 58. No. 1. P. 58-63.Ganiev I.N., Safarov A.G., Odinaev F.R., Yakubov U.Sh., Kabutov K. Temperature dependence of heat capacity and the variation in thermodynamic function of the AZh 4.5 alloy doped with tin. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2019. Vol. 60. No. 2. P. 139-145.Ganiev I.N., Safarov A.G., Odinaev F.R., Yakubov U.Sh., Kabutov K. Temperature dependence of heat capacity and the variation in thermodynamic function of the AZh 4.5 alloy doped with tin. Russ. J. Non-Ferr. Met. 2019. Vol. 60. No. 2. P. 139-145.Obidov Z. Thermophysical properties and thermodynamic functions of the beryllium, magnesium, and praseodymium alloyed Zn-55Al alloy. High Temp. 2017. Vol. 55. No. 1. P. 150-153.Obidov Z. Thermophysical properties and thermodynamic functions of the beryllium, magnesium, and praseodymium alloyed Zn-55Al alloy. High Temp. 2017. Vol. 55. No. 1. P. 150-153.Ganiev I.N., Muminov Kh. Kh., Ganieva N.I. et al. Installation for determination of heat capacity and thermal conductivity of solid bodies: Pat. TJ877 (Tadzhikistan). 2017.Ганиев И.Н., Муминов Х.Х., Ганиева Н.И. и др. Установка для определения теплоемкости и теплопроводности твердых тел: Пат. TJ877 (Тадж.). 2017.Ганиев И.Н., Муминов Х.Х., Ганиева Н.И. и др. Установка для определения теплоемкости и теплопроводности твердых тел: Пат. TJ877 (Тадж.). 2017.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.