Ce-Cu-Sn system: experimental determination of the liquidus surface in the Ce-rich corner

¹ Divisione di Chimica Inorganica e Metallurgia, Dip di Chimica e Chimica Industriale, Universita di Genova, via Dodecanesco 31,1-16146 Genoa, Italy.
² Centre d’études de chimie métallurgique, CNRS, 15, rue G-Urbain, F-94407 Vitry cedex, France.

Abstract

The phase diagrams of the binary Ce-Cu and Ce-Sn systems as well as the ternary Ce-Cu-Sn system were studied in the Ce-rich part. The alloys were prepared by melting in an induction furnace under argon and then annealed at 350°C for two weeks. The DSC results have been combined with microstructural observations carried out by SEM/EDS to determine the liquidus surface. The following fields of primary crystallization have been observed : δCe, γCe, Ce₃Sn, Ce₅Sn₃, et τ₁ (Ce₅CuSn₃). A number of invariant reactions have been detected by DSC. A ternary eutectic point has been identified at 420°C, close to the binary eutectic Ce- Cu at 424°C. Several invariant reactions have been observed at 780, 775, 770 and 530°C but remain to be defined. Two U-type (transition peritectic) ternary reactions have been identified (U₂ at 699°C and U₃ at 510°C).

Résumé

Le système ternaire Ce-Cu-Sn a été étudié dans la région riche en Ce, ainsi que les systèmes Ce-Cu et Ce-Sn. Les alliages ont été préparés par fusion sous argon dans un four à induction, recuits à 350°C pendant deux semaines puis examinés par DSC et microscopie électronique à balayage avec analyse EDS. Les phases de cristallisation primaire suivantes ont été identifiées : δCe, γCe, Ce₃Sn, Ce₅Sn₃, et (Ce₅CuSn₃). Plusieurs réactions invariantes ont été observées par DSC : un eutectique ternaire à 420°C, proche de l’eutectique binaire Ce-Cu à 424°C et deux réactions éritectiques transitoires ternaires (U₂ à 699 et U₃ à 510°C). D’autres réactions invariantes ont été détectées par DSC à 780, 775, 770 et 530°C, mais leur nature reste à déterminer.