Hypothetical face-centered cubic gallium and the stability of gallium alloys

Max-Planck-Institut für Metallforschung, Institut für Werkstoffwissenschaften, Stuttgart und Institut für Metallkunde der Universität Stuttgart, Germany.

Abstract

Through analysis of the thermodynamic properties of silver-rich Ag-Ga alloys the transformation enthalpy and transformation entropy were estimated for the transition of Gallium from its stable modification under normal conditions (α-Ga) to a hypothetical face-centered cubic structure. This gives the values ∆HT_(Ga) = 2 ± 1 kcal/g-atom and ∆S_T(Ga) = 2.2 cal/g-atom °K. In a similar manner the volume change for the hypothetical phase transformation was determined from the lattice constants of aluminium-rich Al-Ga alloys as ∆V_T(Ga) = — 0.92 cm³/g-atom. These results were discussed using the p-T diagram for Gallium. Further, an example was given, for the Al-Ga system, on the influence of the structure of α-Ga on the stability of the fcc Al-Ga solid solution as well as on the melt equilibrium.

Résumé

Mesure de l'enthalpie et de l'entropie de transformation pour la transition du gallium de sa forme normalement stable (α-Ga) à une structure hypothétique c.f.c. par analyse des propriétés thermodynamiques d’alliages Ag-Ga riches en argent. On trouve ∆H_T(Ga) = 2 + 1 kcal/atome-gramme et ∆ST(Ga) = 2,2 cal/atome-gramme-degré. De même les constantes réticulaires d’alliages Al-Ga riches en aluminium donnent le changement de volume de la transformation hypothétique ∆VT(Ga) = — 0,92 cm³/atome-gramme. On discute les résultats sur le diagramme p-T du gallium. En outre on donne un exemple (Système Al-Ga) de l’influence de la structure a sur la stabilité de la solution solide c.f.c Al-Ga ainsi que sur l’équilibre de fusion.