Calorimetric Investigation of Liquid Ga-Me (Me = Sn, Zn) Alloys Using Oelsen Method

Investigación calorimétrica de aleaciones líquidas Ga-Me (Me = Sn, Zn) mediante el método Oelsen

En este artículo se presentan los resultados de la investigación calorimétrica de las aleaciones binarias líquidas Ga-Me (Sn, Zn). De acuerdo con el diagrama de entalpía espacial construido y el diagrama de isoterma de entalpía, se determinaron las actividades, los coeficientes de actividad y otras cantidades molares parciales e integrales a diferentes temperaturas. Además, se realizó una comparación con los datos bibliográficos existentes.

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones a base de galio son conocidas principalmente por sus cutécticas de bajo punto de fusión, causadas por la existencia de galio. Dos sistemas eutécticos, Ga-Sn y Ga-Zn (Figura 1.), pertenecen a este grupo y presentan los constituyentes de diferentes aleaciones multicomponentes a base de galio aplicadas en la industria de materiales semiconductores.

Hay muchas referencias en la literatura sobre las propiedades termodinámicas de los sistemas binarios basados en galio mencionados. Muchos investigadores trabajaron en termodinamia de Ga-Sn [3 - 10]. Cohen et al. [3] determinaron el calor de disolución de Ga en Sn líquido. Predel [4] exploró este sistema mediante varios métodos experimentales y calculó valores de ∆GM y ∆SM para aleaciones líquidas. Pool y Lundin [5] realizaron mediciones de calorimetría de solución de estaño, mientras que Danilin y Yatsenko [6] realizaron mediciones de EMF. Bros y Laffite [7] determinaron la entalpía de formación de las aleaciones líquidas a temperaturas de 400-750 K en todo el rango de concentración usando microcalorimetría. Hultgren y colaboradores presentaron la compilación de datos publicados hasta 1973 en su conocido libro [8], mientras que Muggianu et al. [9] determinaron entalpías de mezcla para aleaciones de Ga-Sn. Los trabajos más recientes sobre termodinámica de Ga-Sn son mediciones de EMF con electrolito sólido de zirconia realizadas por Katayama et al. [10] y DTA cuantitativa. mediciones realizadas por Zivkovié et al. [11].

La termodinámica del sistema Ga-Zn ha sido investigada por varios métodos experimentales diferentes. Hay muchos resultados obtenidos utilizando mediciones de EMF por: Genta et al. [12], Svirbley y Read [13], Gerasimenko et al. [14], Predel et al. [15], Ryabov y Sryvalin [16] y Moser [17]. Las mediciones de lorimetría de presión de vapor fueron realizadas por Piacente et al. [18], las mediciones calorimétricas fueron realizadas por Kleppa [19], mientras que los resultados de las mediciones cuantitativas de DTA fueron presentados recientemente por Zivkovié et al. [11] Además, hay algunos resultados obtenidos usando cálculos termodinámicos por Lukas et al. [20] y Hajra y Mazumdar [21]. Los datos termodinámicos completos sobre el sistema Ga-Zn se presentan en [8] y en el trabajo de Dutkiewiez et al. [22].