ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2015, том 60, № 11, с. 1528-1530
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
УДК 544.123.5:543.572.3
СТАБИЛЬНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК LiVO3-NaBr-KBr ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНОЙ ВЗАИМНОЙ СИСТЕМЫ Li, Na, K||Br, VO3 © 2015 г. Т. В. Губанова, И. Н. Самсонова, И. К. Гаркушин
ФГБОУВПО Самарский государственный технический университет E-mail: lecome@yandex.ru Поступила в редакцию 29.12.2014 г.
Методом дифференциального термического анализа изучен стабильный треугольник LiVO3—NaBr—KBr четырехкомпонентной взаимной системы Li, Na, K||Br, VO3. Определены температура плавления и состав в эвтектической точке. Описаны нон- и моновариантные равновесия.
DOI: 10.7868/S0044457X15110070
Изучение физико-химического взаимодействия в многокомпонентных солевых системах позволяет разрабатывать новые функциональные материалы с заданными свойствами. Большой интерес представляет применение расплавленных электролитов на основе солей щелочных металлов. Применение солей лития, натрия и калия в качестве таких электролитов позволяет конструировать химические источники тока с высокими удельными характеристиками [1—5]. Система из бромидов и ванадатов лития, натрия и калия обладает заявленными свойствами: высокой электропроводностью, термической стойкостью, низкой плотностью, что делает ее интересной для изучения.
Разбиение четырехкомпонентной взаимной системы Ы, На, К||Бг, У03 [6] позволило выявить элементы стабильного фазового комплекса — четыре стабильных тетраэдра и два стабильных секущих треугольника: ЫУ03—МаБг—КУ03 [6] и ЫУ03—МаБг—КБг. Результаты исследования стабильного треугольника ЫУ03—НаБг—КБг представлены в настоящей работе.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ВЕЩЕСТВА
Стабильный треугольник ЫУ03—МаБг—КБг четырехкомпонентной взаимной системы Ы, На, К||Бг, У03 исследован методом дифференциального термического анализа (ДТА) [7]. В качестве датчика температуры использованы платина/платино-ро-диевые термопары (градуировка ПП-1), для регистрации кривых ДТА — автоматический потенциометр КСП-4. Индифферентным веществом служил свежепрокаленный А1203 квалификации "ч.д.а.". Исходные предварительно обезвоженные реактивы были квалификации "ч.д.а.". Скорость нагревания (охлаждения) образцов составляла 15 град/мин. Концентрации компонентов выражены в мол. %,
температуры фазовых превращений — в °С. Точность измерения температуры составляла ±0.25°С. Точность взвешивания составов ±0.0001 г. Система исследована в интервале температур 350—800°С.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Квазитройная система ЫУ03—№Бг—КБг образована двухкомпонентной системой №Бг—КБг [8] и двумя стабильными диагоналями ЫУ03—МаБг [9] и ПУ03—КБг [10] трехкомпонентных взаимных систем П, Ш||Бг, У03 и Ы, К || Бг, У03. В системе ШБг-КБг авторами [8] отмечено образование непрерывных рядов твердых растворов с минимумом 643°С. Квазидвойные системы ЫУ03—МаБг и ЫУ03—КБг
NaBr . 747°
m 643
LiVO
620°
3
e2 510
KBr
734°
Рис. 1. Треугольник составов системы ЫУ0з—№Бг— КБг и расположение политермических разрезов ОГ и ПУ03-£ —Е.
1528
СТАБИЛЬНЫМ ТРЕУГОЛЬНИК ПУ03-№Вг-КВг
1529
I, °С 600
550 -
«1 504 500
а + ЫУО
е2 510
в + ыуо3
О 20 КаВг - 20% " ЫУ03 - 80%
40 60 мол. %
80 ¥ КВг - 20% ' ПУ03 - 80%
Рис. 2. Т-х--диаграмма политермического разреза системы ЫУОз-МаВг-КВг.
имеют эвтектический характер плавления. Состав эвтектики системы ПУ03-№Вг: 77% ЫУ03 и 23% №Вг, температура плавления 504° С. Состав эвтектики системы ЫУ03-КВг: 68% ЫУ03 и 32% КВг, температура плавления 510°С.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Для нахождения точек нонвариантных равновесий в системе ПУ03-№Вг-КВг (рис. 1) в соответствии с правилами проекционно-термографиче-ского метода (ПТГМ) [11] выбран политермический разрез вР. О (ПУ03 - 80%, №Вг - 20%)- ¥ (ПУ03 - 80%, КВг - 20%).
Экспериментальное исследование разреза ОЕ позволило определить постоянное соотношение №Вг и КВг в эвтектике Е, ее температуру плавления
и направление Е на тройную эвтектику Е (рис. 2). При изучении разреза, выходящего из вершины ЫУ03 и проходящего через проекцию Е на разрезе О¥, определено содержание компонентов в тройной эвтектике Е 481 °С: 70.0 мол. % ЫУ03, 22.5 мол. % №Вг, 7.5 мол. % КВг (рис. 3).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Методом ДТА изучен стабильный треугольник ЫУ03-№Вг-КВг четырехкомпонентной взаимной системы 0,№,К||Вг,У03. Определены температура плавления и состав, отвечающий квазитройной эвтектической точке. Для элементов ликвидуса системы ЫУ03-№Вг-КВг описаны
нон- и моновариантные равновесные состояния (таблица). Максимальное поле кристаллизации в стабильном треугольнике отвечает твердым рас-
I, °С
620 600
500
100
80
60
ЫУ03, мол. %
40
Рис. 3. Т-х-диаграмма разреза ЫУО3-Е-Е системы ЫУ03-МаВг-КВг.
8 ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 60 № 11
2015
1530
ГУБАНОВА и др.
Фазовые реакции для элементов ликвидуса стабильного треугольника ЫУ03- №Вг- КВг
Элемент диаграммы Равновесное состояние Фазовая реакция
ехЕ Моновариантное Ж ^ LiVO3 + а
е2Е Моновариантное Ж LiVO3 + ß
Е Нонвариантное Ж ^ LiVO3 + а + ß
творам на основе бромидов натрия и калия, минимальное поле — низкоплавкому LiVO3.
Работа выполнена в рамках государственного задания СамГТУ на 2014 год, код проекта 1285.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Багоцкий В.С., Скундин А.М. Химические источники тока. М.: Энергоиздат, 1981. 360 с.
2. Дибиров М.А., Вердиев Н.Н., Гаркушин И.К. Тепло-аккумулирующие фторидные солевые смеси. Деп. в ВИНИТИ 18.01.88, № 1033-В88.
3. Сторчай Е.Н. // Сварочное пр-во. 1975. № 4. С. 55.
4. Барабошкин А.Н. Электрокристаллизация металлов из расплавленных солей. М.: Наука, 1976. 280 с.
5. Делимарский Ю.К. // Ионные расплавы. 1975. Вып. 3. С. 3.
6. Мамедова Н.А., Губанова Т.В., Самсонова И.Н., Гаркушин И.К. // Тез. докл. XIV Рос. конф. (с между-нар. участием) по теплофизическим свойствам веществ. Казанский нац. исслед. технолог. ун-т. Казань, 15-17 октября 2014. С. 24.
7. Егунов В.П. Введение в термический анализ. Самара: ПО "СамВен", 1996. 270 с.
8. Danilushkina E.G., Kondratyuk I.M., Garkushin I.K., Dvoryanova E.M. // Russ. J. Inorg. Chem. 2003. V. 48. P. 1745.
9. Самсонова И.Н., Фролов Е.И., Гаркушин И.К. // Тез. докл. VIII Всерос. Конф. с междунар. участием молодых ученых по химии "Менделеев 2014". Санкт-Петербург, 1- 4 апреля 2014. С. 190.
10. Zolotukhina E.V., Gubanova T.V., Garkushin I.K. // Russ. J. Inorg. Chem. 2013. V. 58. № 7. P. 858.
11. Трунин А.С., Космынин А.С. Проекционно-термо-графический метод исследования гетерогенных равновесий в конденсированных многокомпонентных системах. Деп. в ВИНИТИ 12.04.77. № 1372-77.
ЖУРНАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 60 № 11 2015
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.