Determination of the formation enthalpy of crystalline and quasicrystalline phases of the Al-Cu-Fe system by solution calorimetry

¹ CNRS-CECM, 94407 Vitry-sur-Seine Cedex, France.
² Laboratoire de chimie minérale, faculté de pharmacie, Université Paris-Sud, 5, rue JB-Clément, 92296 Châtenay-Malabry, France.

Abstract

Since its discovery the Al-Cu-Fe quasicrystalline icosahedral (i) phase is considered as a stable equilibrium phase. In order to establish whether the i phase is a ground state of the Al-Cu-Fe system, the determination of the enthalpy of formation of the binary and ternary crystalline phases in the vicinity of the i phase has been undertaken by solution calorimetry. A high-temperature microcalorimeter was used and measurements were performed in an aluminium bath at 976 K. The results of the determination of the enthalpy of formation at 298 K of Al_0.67Cu_0.33 (θ phase), Al_0.75Fe_0.25 (λ phase), Al_0.70Cu_0.20Fe_0.10 (ω phase) and Al_0.63Cu_0.25Fe_0.12 (i phase) are reported in the present communication. The values for ω and i are of the same order of magnitude.

Résumé

Dans le cadre de l'étude de la stabilité thermodynamique de la phase icosaédrique dans le système Al-Cu-Fe, nous avons mesuré par calorimétrie de dissolution dans un bain d'aluminium à la température de 976 K l'enthalpie de formation de plusieurs phases binaires et ternaires de ce système.

Les mesures ont été effectuées à l'aide d'un microcalorimètre Calvet haute température (SETARAM). L'étalonnage a été réalisé à l'aide d’alumine a du NBS. Les variations d'enthalpie de l'aluminium, du cuivre et du fer ont été mesurées entre 298 et 976 K.

On présente dans cette communication les résultats des mesures des enthalpies de dissolution à dilution infinie des phases Al_0.75Fe_0,25 (λ), Al_0,67Cu_0,33 (θ), Al_0,70Cu_0,20Fe_0.10 (ω) et Al_0,63Cu_0,25Fe_0,12 (Phase icosaédrique) et leurs enthalpies de formation à 298 K.