Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия

Все статьи: 514

Сурьмаорганические производные дикарбоновых кислот. Синтез и строение (обзор)

Сурьмаорганические производные дикарбоновых кислот. Синтез и строение (обзор)

Губанова Юлия Олеговна

Статья научная

Рассматриваются методы синтеза сурьмаорганических производных дикарбоновых кислот, в которых атомы сурьмы имеют в различной степени искаженную тригонально-бипирамидальную координацию.

Бесплатно

Твердофазный синтез высокоэнтропийных кристаллов со структурой гексаферрита М-типа в системах Ba(Fe,Mn,Zr,Ga,Al)12O19, Ba(Fe,Sn,Zn,Ga,Al)12O19 и (Ba,Sr)(Fe,Ga,In,Al)12O19/B2O3

Твердофазный синтез высокоэнтропийных кристаллов со структурой гексаферрита М-типа в системах Ba(Fe,Mn,Zr,Ga,Al)12O19, Ba(Fe,Sn,Zn,Ga,Al)12O19 и (Ba,Sr)(Fe,Ga,In,Al)12O19/B2O3

Зайцева Ольга Владимировна, Живулин Владимир Евгеньевич, Пунда Александр Юрьевич, Трофимов Евгений Алексеевич

Статья научная

Проведены эксперименты по получению новых высокоэнтропийных оксидных фаз со структурой гексаферрита М-типа, состав которых отражает формула MeR12O19. В этой формуле в роли компонентов Me выступают - Ba, Sr, в роли компонентов R, наряду с ранее применяемыми - Fe, Mn, Al, Ga, In, использован ряд новых, ранее не использованных никем для данных задач компонентов - Zr, Sn, Zn. Учитывая данные, представленные в литературе, на данном этапе работ исследования проводились с образцами, принадлежащими трем составам: Ba(Fe,Mn,Zr,Ga,Al)12O19, Ba(Fe,Sn,Zn,Ga,Al)12O19, (Ba,Sr)(Fe,Ga,In,Al)12O19/B2O3. В первом случае планировалось установить, может ли в качестве компонента высокоэнтропийной фазы со структурой гексаферрита М-типа выступать цирконий. Второй состав позволил установить, можно ли в качестве таких компонентов совместно использовать олово и цинк (при этом предполагалось, что сочетание четырехвалентного олова и двухвалентного цинка позволит добиться взаимной компенсации зарядов ионов этих металлов, получив среднее значение +3). При исследовании третьего состава планировалось изучить возможности использования добавок легкоплавких компонентов (оксида бора и солей, образованных оксидом бора и щелочноземельными элементами) в процессе образования кристаллов высокоэнтропийной фазы. Исследование структуры и химического состава образцов систем Ba(Fe,Mn,Zr,Ga,Al)12O19, Ba(Fe,Sn,Zn,Ga,Al)12O19, (Ba,Sr)(Fe,Ga,In,Al)12O19/B2O3, полученных методом твердофазного синтеза, показало возможность образования высокоэнтропийных микрокристаллов со структурой гексаферрита М-типа при всех использованных температурах. В ходе проведенных работ установлено, что в составе высокоэнтропийной фазы MeR12O19 в роли компонентов R могут быть использованы Zr, Sn и Zn. Использование легкоплавкой добавки в составе шихты на основе оксида бора не привело к заметному улучшению результатов синтеза кристаллов (а кроме того, образец закономерно оказался загрязненным соединениями бора). Результаты РФА демонстрируют, что увеличение температуры синтеза (в нашем случае до 1400 °C) положительно сказывается на его результатах. Все эти факты следует учесть в ходе последующих экспериментов по созданию однофазных образцов, пригодных для исследования их характеристик.

Бесплатно

Твердофазный синтез высокоэнтропийных кристаллов со структурой магнетоплюмбита в системе BaO-Fe2O3-TiO2-Al2O3-In2O3-Ga2O3-Cr2O3

Твердофазный синтез высокоэнтропийных кристаллов со структурой магнетоплюмбита в системе BaO-Fe2O3-TiO2-Al2O3-In2O3-Ga2O3-Cr2O3

Винник Денис Александрович, Трофимов Евгений Алексеевич, Живулин Владимир Евгеньевич, Зайцева Ольга Владимировна, Стариков Андрей Юрьевич, Жильцова Татьяна Анатольевна, Савина Юлия Дмитриевна, Гудкова Светлана Александровна, Жеребцов Дмитрий Анатольевич, Попова Дарья Александровна

Статья научная

Проводимая в рамках работ по изучению возможности получения поликомпонентных оксидных фаз, характеризующихся высоким значением конфигурационной энтропии смешения, настоящая работа направлена на исследование возможности получения методом твердофазного синтеза поликомпонентной фазы со структурой магнетоплюмбита в системе BaO-Fe2O3-TiO2-Al2O3-In2O3-Ga2O3-Cr2O3. Шихта для синтеза образцов соответствовала формулам: BaFe2Ti2Al2In2Ga2Cr2O19, BaFe4Ti1,6Al1,6In1,6Ga1,6Cr1,6O19, BaFe6Ti1,2Al1,2In1,2Ga1,2Cr1,2O19. Для экспериментов использовали следующие реактивы: BaCO3, Fe2O3, TiO2, In2O3, Cr2O3, Ga2O3, Al2O3 - с квалификацией не ниже, чем «ч.д.а.». Исследование образцов, полученных спеканием предварительно измельчённой и тщательно перемешанной многокомпонентной шихты при 1350 °С в течение 5 часов в атмосфере воздуха, методами рентгеноспектрального микроанализа и рентгенофазового анализа продемонстрировало возможность образования микрокристаллов требуемого состава и структуры. Полученные данные показывают, что стабильная многокомпонентная кристаллическая структура типа магнетоплюмбита может быть получена в системе BaO-Fe2O3-TiO2-Al2O3-In2O3-Ga2O3-Cr2O3 даже в случае, если величина конфигурационной энтропии смешения в рамках подрешётки, образованной Fe, Ti, Al, In, Ga и Cr, несколько меньше 1,5R. Средний состав высокоэнтропийных фаз в полученных образцах может быть описан формулами: BaFe2,70Ti0.67Al1,69In1,61Ga2,66Cr2.67O19, BaFe4,56Ti0.86Al1,66In1,27Ga1,94Cr1.71O19, BaFe6,06Ti1,08Al1,20In1,16Ga1,25Cr1,25O19. Полученные данные свидетельствуют о том, что в условиях эксперимента заметная доля титана не переходит в состав высокоэнтропийной фазы. Это необходимо учесть в ходе последующих экспериментальных работ по созданию гомогенных образцов синтезированных фаз, необходимых для исследования их электрических и магнитных характеристик.

Бесплатно

Твердофазный синтез многокомпонентной керамики (Mg,Ca,Ba,Sr,Pb,Al,Ti,Nb)O3 со структурой перовскита

Твердофазный синтез многокомпонентной керамики (Mg,Ca,Ba,Sr,Pb,Al,Ti,Nb)O3 со структурой перовскита

Живулин Владимир Евгеньевич, Стариков Андрей Юрьевич, Гудкова Светлана Александровна, Трофимов Евгений Алексеевич, Пунда Александр Юрьевич, Гавриляк Антон Валерьевич, Павлов Сергей Владиславович, Зайцева Ольга Владимировна, Веселков Сергей Николаевич, Жеребцов Дмитрий Анатольевич, Мосунова Татьяна Владимировна, Винник Денис Александрович

Статья научная

В данной работе представлены результаты получения и исследования многокомпонентной керамики со структурой перовскита, состав которой отражает формула (Mg,Ca,Ba,Sr,Pb,Al,Ti,Nb)O3. Образцы были получены методом твердофазного синтеза. Исходные компоненты шихты - порошки BaCO3, Nb2O5, Al2O3,SrCO3, CaCO3, MgO, PbO, TiO2. Смесь порошков перетирали при помощи шаровой мельницы для получения однородной смеси. Готовые составы порошков компактировали в форму цилиндров. Процесс прессования проводили с использованием металлической пресс-формы и гидравлического пресса. Спекание осуществляли на платиновой подложке в трубчатой печи с карбидкремниевыми нагревателями при температуре 1350 °С в течение 5 часов. После спекания образцы измельчали до состояния порошка для дальнейшего изучения их структуры и химического состава. Исследование химического состава полученных образцов было проведено с помощью сканирующего микроскопа JEOL JSM 7001F, оснащенного энергодисперсионным рентгенфлуоресцентным анализатором INCA X-max 80 (Oxford Instruments). Исследование структуры проводили на порошковом дифрактометре Rigaku Ultima IV методом рентгеновского фазового анализа. Результаты электронно-микроскопического исследования показывали, что в составе изученных образцов присутствует большое количество кристаллов кубической формы, состав которых имеет структуру перовскита с формулой (Mg,Ca,Ba,Sr,Pb)(Al,Ti,Nb)O3. Наряду с этим в составе образцов присутствуют и кристаллы других состава и формы. Рентгенофазовое изучение образцов подтверждает такой вывод. В исследованных образцах присутствует большое количество вещества со структурой перовскита (наиболее близкими к этой фазе чистыми образцами из базы данных являются CaTiO3, SrTiO3). Наряду с этим в составе изученных образцов в значительных количествах присутствуют ниобаты и ниобаты-титанаты щелочноземельных металлов. Дальнейшие исследования в этом направлении должны позволить получить монофазные образцы такого рода вещества, пригодные для изучения его электромагнитных характеристик.

Бесплатно

Температурные зависимости давления насыщенного пара комплексов олова(IV) с полидентатными лигандами

Температурные зависимости давления насыщенного пара комплексов олова(IV) с полидентатными лигандами

Лазарев Николай Михайлович, Петров Борис Иванович, Пискунов Александр Владимирович, Почекутова Татьяна Семновна, Семнов Владимир Викторович

Статья научная

Настоящая работа является продолжением начатых ранее исследований термических свойств комплексов Sn(IV) с тридентатными иминопиридиновыми лигандами. Изучение термических свойств и получение температурных зависимостей давления насыщенного пара комплексов Sn(IV) c тридентатными иминопиридиновыми лигандами методами дифференциальной сканирующей калориметрии и эффузионного метода Кнудсена позволяет применять изучаемые соединения для получения плёнок и покрытий в качестве люминесцентных материалов, а так же компонентов для нелинейной оптики. В качестве объектов исследований выбраны координационные соединения олова(IV), содержащие тридентатные основания Шиффа: 2,4-ди-трет-бутил-6-((фенил(пиридин-2-ил)метилен)амино)фенолятотрихлоролово(IV) (1), 4-метил-2-((фенил(пиридин-2-ил)метилен)амино)фенолятотрихлоролово(IV) (2) и 4-хлор-2-((фенил(пиридин-2-ил)метилен)амино)фенолятотрихлоролово(IV) (3). Соединения, имеющие иминопиридиновую функцию и способную к ковалентному связыванию с металлом фенольную группу были получены методом темплатного синтеза из тетрахлорида олова, различных о -аминофенолов и α-карбонилзамещённых пиридинов. Методом ДСК в интервале температур 25-500 °С изучены фазовые переходы соединений 1-3. Для всех изученных комплексов выявлен эндотермический переход, связанный с плавлением. За температуры плавления изучаемых соединений принимали температуру, соответствующую началу перехода, согласно стандартной методике Netzsch Software Proteus: 300, 320 и 330 °C для 1-3 соответственно. Для изученных комплексов получены температурные зависимости давления насыщенного пара с помощью эффузионного метода Кнудсена с весовой регистрацией количества сублимированного вещества. В результате проведённых экспериментов выяснено, что соединения 1-3 сублимируют в диапазонах температур 239-244, 228-260 и 226-256 °C соответственно. Рассчитаны термодинамические параметры процессов сублимации.

Бесплатно

Температурные зависимости давления насыщенного пара комплексов олова(IV) с тридентатными иминопиридиновыми лигандами

Температурные зависимости давления насыщенного пара комплексов олова(IV) с тридентатными иминопиридиновыми лигандами

Петров Борис Иванович, Пискунов Александр Владимирович, Трофимова Олеся Юрьевна, Лазарев Николай Михайлович, Почекутова Татьяна Семновна, Семнов Владимир Викторович

Статья научная

Изучение термических свойств и получение температурных зависимостей давления насыщенного пара комплексов Sn(IV) c тридентатными иминоприридиновыми лигандами методами дифференциальной сканирующей калоримтерии и эффузионного метода Кнудсена позволяет применять изучаемые соединения для получения плёнок и покрытий в качестве люминесцентных материалов, а так же компонентов для нелинейной оптики. В качестве объектов исследований выбраны координационные соединения олова(IV), содержащие тридентатные основания Шиффа: 4-(трет-бутил)-2-((пиридин-2-илметилен)амино)фенолятотрихлоролово(IV) (1), 2,4-ди-третбутил-6-((пиридин-2-илметилен)амино)фенолятотрихлоролово(IV) (2), 4-метил-2-((пиридин-2-илметилен)амино)фенолятотрихлоролово(IV) (3), 5-метил-2-((пиридин-2-илметилен)амино)фенолятотрихлоролово(IV) (4) и 4-хлор-2-((пиридин-2-илметилен)амино)фенолятотрихлоролово(IV) (5). Соединения были получены методом темплатного синтеза из тетрахлорида олова, различных о-аминофенолов и α-карбонилзамещённых пиридинов содержат иминопиридиновую функцию, способную к ковалентному связыванию с металлом фенольную группу. Состав и строение комплексов подтверждён данными элементного анализа, ИК- и ЯИР-спектроскопии. По данным РСА, проведённого при 120 К на дифрактометре Agilent Xcalibur (ω-сканирование, MoKα-излучение, λ = 0,71073 Å) кристаллов 2 [С20H25N2OCl3Sn, M = 534,502; сингония моноклинная, группа симметрии Р21/с; параметры ячейки: a = 13,9657(2), b = 12,12140(10), с = 14,3489(2) Å; β = 109,512(2) град; V = 2289,68 Å3; всего отражений 45565; независимых отражений 6696; R int 0,0525; R 1 = 0,0262, wR 2 = 0,0469]. Координационный полиэдр олова - искажённый октаэдр, в экваториальной плоскости которого лежат гетероатомы органического лиганда и один из галоидных заместителей. Остальные два хлорных лиганда занимают апикальное положение. Тридентатный лиганд практически плоский. Структура зарегистрирована в Кембриджском банке структурных данных (№ 1849152; ccdc.cam.ac.uk/ getstructures). Методом ДСК в интервале температур 25-500 °С изучены фазовые переходы соединений 1-5. Для всех изученных комплексов выявлен эндотермический переход, связанный с плавлением. Температурные зависимости давления насыщенного пара комплексов 1-5 получали с помощью эффузионного метода Кнудсена с весовой регистрацией количества сублимированного вещества в температурных интервалах 221-256, 240-270, 229-259, 220-260 и 204-240 °C для 1, 2, 3, 4 и 5 соответственно. Рассчитаны термодинамические параметры процессов сублимации. Установлено влияние строения и заместителей в лиганде на летучесть исследуемых соединений.

Бесплатно

Теория метастабильной кристаллизации переохлажденного эвтектического расплава

Теория метастабильной кристаллизации переохлажденного эвтектического расплава

Дудоров Максим Владимирович, Дрозин Александр Дмитриевич, Стрюков Александр Васильевич, Рощин Василий Ефимович

Статья научная

Разработана новая теория кристаллизации переохлажденного метастабильного расплава, базирующаяся на вариационных принципах механики, учитывающая закономерности образования и диффузионного роста равновесных кристаллов, а также бездиффузионный рост метастабильных кристаллов. Проведенные по модели расчеты для расплава Fe83B17 показали, что в переохлажденном расплаве наблюдается одновременное зарождение и рост стабильных фаз Fe и Fe2B с метастабильной фазой Fe3B, причём скорость роста кристаллов околокритических размеров фазы Fe3B превышает скорость роста кристаллов Fe и Fe2B. Для кристаллов Fe3B наблюдается эффект бездиффузионного роста, когда быстро растущая поверхность кристалла Fe3B захватывает атомы бора. На основе разработанной теории построена квазиравновесная диаграмма состояния для переохлажденного расплава Fe-B, учитывающая как равновесный рост кристаллов, так и рост метастабильной фазы. Полученная диаграмма позволяет прогнозировать значения концентрации компонентов у поверхности растущих кристаллов как для кристаллов Fe и Fe2B, для которых соблюдается условие локального равновесия на их поверхности, так и для метастабильных кристаллов Fe3B, бездиффузионный рост которых обусловлен высокой скоростью движения поверхности кристалла. Проведенное математическое моделирование зарождения и роста кристаллов в переохлажденном эвтектическом расплаве Fe83B17 показало, что в переохлажденном расплаве наблюдается одновременное зарождение и рост стабильных фаз Fe и Fe2B с метастабильной фазой Fe3B. Изучены закономерности зарождения и роста метастабильной фазы Fe3B. Механизм роста зародышей Fe3B отличается от роста зародышей Fe и Fe2B вследствие бездиффузионного захвата растущей поверхностью кристаллов Fe3B атомов бора.

Бесплатно

Термическая стабильность сорбентов на основе композитных силика-цирконогелей

Термическая стабильность сорбентов на основе композитных силика-цирконогелей

Илькаева Марина Викторовна, Кривцов Игорь Владимирович, Авдин Вячеслав Викторович

Краткое сообщение

Представлено исследование влияния термической обработки на сорбционную активность силика-цирконогелей по отношению к катионам двух- и трехвалентных металлов. Для исследуемых сорбционных материалов также получены результаты определения удельной поверхности. Установлено, что развитая удельная поверхность способствует сохранению высокой сорбционной активности даже после термической обработки при 200 °С.

Бесплатно

Термический анализ продуктов галогенциклизации производных 2-аллилтиохинолина

Термический анализ продуктов галогенциклизации производных 2-аллилтиохинолина

Юшина Ирина Дмитриевна, Вершинина Евгения Анатольевна, Жеребцов Дмитрий Анатольевич, Барташевич Екатерина Владимировна, Ким Дмитрий Гымнанович

Статья научная

Выполнен термический анализ продуктов галогенциклизации производных 2-аллитиохинолина с йодом, полученных в результате варьирования исходных соотношений реагентов. Установлены продукты термолиза, образующиеся в результате разрыва связей в дигидротиазоловом цикле. Выявлено влияние полииодид-аниона на этот процесс.

Бесплатно

Термодинамика роста металлической фазы при твердофазном восстановлении металлов в комплексных оксидах

Термодинамика роста металлической фазы при твердофазном восстановлении металлов в комплексных оксидах

Дудоров Максим Владимирович, Дрозин Александр Дмитриевич, Рощин Василий Ефимович

Статья научная

Для совершенствования технологий твердофазного восстановления металлов в рудах необходимо детальное исследование закономерностей роста зародышей металлической фазы с учетом существующих в восстановительных агрегатах условий. На первом этапе исследования в целом изучены закономерности процесса роста новой фазы в многокомпонентной оксидной системе. Методами неравновесной термодинамики получено комплексное физико-химическое описание твердофазного восстановления металлов в многокомпонентной оксидной фазе, учитывающее протекающие при этом тепловые и диффузионные процессы. Дополнительно на основе методов химии несовершенных кристаллов сформулированы закономерности влияния перемещения анионных вакансий на термодинамическое состояние системы. Для рассматриваемой системы записаны физико-химические уравнения баланса вакансий и энтропии. Разработанная новая теория позволяет комплексно учитывать тепловые, диффузионные процессы и процессы перемещения вакансий в многокомпонентной оксидной системе. С целью практического исследования восстановления металлов в рудах рассмотрен случай роста частицы металла из исходной фазы руды с учетом дополнительного влияния восстановителя на протекание процесса. На основе комплексного подхода получено общее выражение производства энтропии в системе: растущий зародыш металла, исходная рудная фаза и фаза включений восстановителя. Проведенные исследования позволили построить математическую модель роста металлического кристалла в объеме оксидной фазы в зависимости от режима нагрева и состава комплексных оксидов. В частности, разработанный математический аппарат позволяет производить расчет скорости роста металлического зародыша в исходной многокомпонентной оксидной фазе. Полученная методика также дает возможность оценить степень влияния процессов перемещения анионных вакансий на закономерности процесса восстановления.

Бесплатно

Термодинамика химической и электрохимической устойчивости силицидов кобальта

Термодинамика химической и электрохимической устойчивости силицидов кобальта

Тюрин Александр Георгиевич, Мосунова Татьяна Владимировна, Николайчук Павел Анатольевич

Статья научная

Построены диаграммы потенциал - рН систем Со-Н2О и Со-Si-H2O, a также фазовая диаграмма системы Со-Si-О при 25 °С. Анализируются термодинамические особенности коррозионно-электрохимического поведения сплавов системы Co-Si различного состава.

Бесплатно

Термодинамика химической и электрохимической устойчивости сплавов системы Mn-Si

Термодинамика химической и электрохимической устойчивости сплавов системы Mn-Si

Николайчук Павел Анатольевич, Шаляпина Татьяна Игоревна, Тюрин Александр Георгиевич, Мосунова Татьяна Владимировна

Статья обзорная

Проведён термодинамический анализ химических и фазовых равновесий в системе Mn-Si. Построены фазовая диаграмма Mn-Si-O и диаграмма потенциал - рН системы Mn-Si-H20 при 25 °С. С точки зрения термодинамики проанализированы процессы низкотемпературного окисления марганец-кремниевых сплавов на воздухе и в водных средах

Бесплатно

Термодинамическая модель для описания высокоэнтропийных оксидных фаз со структурой гексаферритов м-типа

Термодинамическая модель для описания высокоэнтропийных оксидных фаз со структурой гексаферритов м-типа

Зайцева Ольга Владимировна, Трофимов Евгений Алексеевич

Статья научная

К настоящему времени накоплено значительное число экспериментальных данных о результатах синтеза высокоэнтропийных оксидных фаз со структурой гексаферритов М-типа и изучении их структуры и свойств, которые позволяют сделать вывод о перспективности исследований в этом направлении. При этом дальнейшее его развитие требует работы по созданию теоретических основ синтеза таких фаз. Важной частью теоретических работ такого рода должно стать термодинамическое описание изученных твёрдых растворов на основе гексаферритов М-типа, опирающееся на анализ экспериментальных данных. Задачей настоящей работы являлось определение того, какие подходы могут быть использованы для термодинамического описания высокоэнтропийных оксидов (ВЭО) со структурой гексаферритов М-типа, а также формирование базы термодинамических функций, описывающих индивидуальные вещества, участвующие в формировании высокоэнтропийной оксидной фазы такого рода. Проведенный в ходе работы анализ экспериментальных данных о процессе и результатах синтеза ВЭО со структурой гексаферритов М-типа позволил предложить использовать двухподрешеточную модель фазы, в которой первая подрешетка образована атомами вида А, а вторая подрешетка комплексами атомов В12О19. В рамках каждой из подрешёток отклонение от идеальности описывается посредством полиномов Редлиха-Кистера. Компонентами твердого раствора предложено считать реально или гипотетически существующие вещества с формулой вида АВ12О19, где А - Ba, Sr, Pb, Ca; а В - Fe, Al, In, Ga, Ti, Co, Mn, Ni, Zr, Zn, Cu, Cr. Для всех этих веществ предложены значения стандартных энтальпий образования, стандартных энтропий, температурных зависимостей изобарной теплоемкости. Эти значения отчасти заимствованы из различных источников, а по большей части являются результатом оценки различными полуэмпирическими методами. Разработанная модель и предлагаемые значения термодинамических функций, характеризующих индивидуальные компоненты ВЭО со структурой гексаферритов М-типа, позволили сформировать в рамках программного комплекса «FactSage (версия 8.0)» пользовательскую базу данных, которая открывает широкие возможности для дальнейших работ по совершенствованию модели, оптимизации параметров модели и термодинамическому моделированию твердофазного синтеза ВЭО со структурой гексаферритов М-типа.

Бесплатно

Термодинамический анализ коррозионно-электрохимического поведения аморфного сплава 2НСР

Термодинамический анализ коррозионно-электрохимического поведения аморфного сплава 2НСР

Тюрин Александр Георгиевич, Шарлай Екатерина Валерьевна

Статья научная

Построена диаграмма электрохимического равновесия Е-рН аморфного сплава 2НСР. Анализируются особенности участия компонентов сплава в коррозионно-электрохимических процессах.

Бесплатно

Термодинамический анализ систем «металл - кислород»

Термодинамический анализ систем «металл - кислород»

Леонович Борис Иванович, Трофимов Евгений Алексеевич, Дильдин Андрей Николаевич

Статья научная

На примере ряда систем «металл - кислород» (Cr-O, Mn-O, Fe-O и Ni-O) подробно описана методика термодинамического моделирования систем, включающих различные фазы переменного состава (металлический твёрдый и жидкий раствор, соединения с отклонениями от стехиометрии). Методика опирается на использование подрешёточной модели и полиномиальной модели Редлиха - Кистера. Продемонстрированы подходы к термодинамическому описанию жидких и твердых растворов кислорода в металле, а также оксидов различного состава и структурного типа (MeO, Me 3O 4 и Me 2O 3). Представлены выражения для энергий Гиббса рассмотренных фаз. Опираясь на описанные методики, построены фазовые диаграммы четырёх систем, а также температурные зависимости кислородного потенциала для изученных систем. Результаты расчёта сопоставлены с экспериментальными данными. Представленная информация может быть использована для анализа более сложных систем, включая системы, имеющие значение для металлургии.

Бесплатно

Термодинамический анализ системы галлий - азот

Термодинамический анализ системы галлий - азот

Леонович Борис Иванович, Трофимов Евгений Алексеевич, Жеребцов Дмитрий Анатольевич

Краткое сообщение

Рассчитаны параметры фазовых равновесий и построена диаграмма состояний системы галлий - азот. Определены температура и давление монотектического превращения и влияние общего давления на термическую стабильность фаз в исследованной системе.

Бесплатно

Термодинамическое моделирование количественных отношений фаз, сосуществующих в процессе карботермического синтеза -SiC

Термодинамическое моделирование количественных отношений фаз, сосуществующих в процессе карботермического синтеза -SiC

Лебедев Алексей Сергеевич, Еремяшев Вячеслав Евгеньевич, Трофимов Евгений Алексеевич, Савина Юлия Дмитриевна

Статья научная

Уникальные свойства карбида кремния в виде ультрадисперсных порошков обусловливают его широкое применение в качестве различных наполнителей и модификаторов сплавов, керамических и металлокерамических материалов, защитных покрытий различного назначения. В настоящее время практически весь ультрадисперсный порошок карбида кремния получают из модификации α-SiC, синтезированного по многостадийной технологии методом Ачесона. Текущая тенденция развития технологий синтеза SiC направлена на получение порошков карбида кремния 3С-SiC(β) модификации, обладающей более привлекательными характеристиками. Данный аспект определяет актуальность исследований, направленных на разработку и апробирование эффективных технологий получения ультрадисперсных порошков карбида кремния 3С-SiC(β) модификации. В работе приведены результаты термодинамического моделирования фазовых равновесий, реализующихся в системе Si-O-C для сечения C-SiO2 в диапазоне температур 1400-1900 °С при различных отношениях количества углерода и оксида кремния. В процессе проведённых расчётов учитывалась возможность появления в системе газовой фазы и жидких кремния, углерода и оксида кремния. Теоретически определены доли основных компонентов, объем и состав газов, образующихся в ходе синтеза. В соответствии с результатом расчета фазовых диаграмм образование газообразных продуктов взаимодействия наблюдается только при температуре выше 1514 °C. Основным компонентом газовой смеси, образующейся в процессе синтеза в зоне реакции, является угарный газ. Среди других компонентов газовой смеси можно выделить монооксид кремния и углекислый газ. Содержание других компонентов, среди которых преобладают кремнийсодержащие, является несущественным. При соотношении C/(SiO2+C) ≥ 0,37 в газовой фазе имеет место скачкообразное снижение содержания всех газов-примесей Полученные данные создают теоретическую основу для выбора оптимальных условий для создания устойчивой автономной защитной атмосферы при проведении карботермического синтеза карбида кремния 3С-SiC(β) модификации, что обеспечивает надежную теоретическую основу энергоэффективного карботермического метода синтеза микроразмерного SiC из чистого природного кварца и графита без использования внешней защитной атмосферы.

Бесплатно

Термодинамическое моделирование линии ликвидус системы Ni-Si

Термодинамическое моделирование линии ликвидус системы Ni-Si

Самойлова Ольга Владимировна, Макровец Лариса Александровна, Михайлов Геннадий Георгиевич, Трофимов Евгений Алексеевич

Статья научная

Используя модели регулярных и субрегулярных растворов, рассчитана линия ликвидус диаграммы состояния Ni-Si. Показано, что модель регулярных растворов неудовлетворительно описывает данную систему. Результаты расчета по теории субрегулярных растворов хорошо согласуются с литературными данными. Полученные значения энергетических параметров теории могут быть использованы для термодинамического моделирования более сложных систем.

Бесплатно

Термолиз бензоатов на основе кобальта, меди, никеля

Термолиз бензоатов на основе кобальта, меди, никеля

Груба Оксана Николаевна, Векессер Наталья Александровна

Статья научная

Широкое использование токсичных ароматических органических соединений в промышленности вызывает необходимость очистки сточных вод от этих загрязнителей. В настоящее время нанокомпозиты применяются в качестве материалов для изготовления анодов для процесса электрохимического окисления трудноокисляемых органических соединений, например, фенолов. Объектом исследования являются органические соли переходных металлов: бензоаты кобальта, никеля и меди как возможные допирующие добавки к композиционным материалам. Бензоаты кобальта, никеля и меди представляют собой неорганические соединения с общей формулой MeC6H5COO2∙nH2O. Целью работы явилось изучение особенностей синтеза бензоатов кобальта, никеля, меди, а также исследование процесса термолиза стеклоуглеродных материалов с добавками бензоатов 3d-элементов. Для достижения цели исследования решены следующие задачи: поставлены реакции синтеза бензоатов кобальта, никеля, меди; исследованы состав и структура полученных продуктов синтеза: получены карты распределения элементов, порошковые рентгенограммы, термограммы; получены стеклокомпозиционные материалы на основе фенолформальдегидной смолы с добавками бензоатов кобальта, никеля и меди; исследованы состав и структура стеклокомпозиционных материалов. Для изучения полученных образцов использовался комплекс физико-химических методов исследования: сканирующая электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, дифференциально-термический анализ. В ходе исследования процессов термолиза бензоатов кобальта, никеля и меди установлены интервалы температур, характерные для потери перекристаллизационной воды, перехода вещества в оксид при термолизе в воздушной среде и в атмосфере аргона. Полученные композиционные материалы предполагается использовать в качестве электродов в установках для электрохимической очистки сточных вод от токсичных ароматических органических соединений.

Бесплатно

Термолиз карбоната и гидрокарбоната аммония как твёрдых охладителей продуктов сгорания топлива

Термолиз карбоната и гидрокарбоната аммония как твёрдых охладителей продуктов сгорания топлива

Авдин Вячеслав Викторович, Кириллов Валерий Владимирович, Лымарь Андрей Анатольевич

Статья научная

Проведена совместная аппроксимация кривых дифференциальной сканирующей калориметрии и дифференциальной термогравиметрии кривыми Гаусса. Показано, что такая аппроксимация позволяет определить стадии термолиза, вычислить массы продуктов термодеструкции и найти соответствие продуктов стадиям термического разложения. Определено, что термолиз карбоната и гидрокарбоната аммония протекает в три стадии с последовательным отщеплением воды, углекислого газа и аммиака. Получено, что гидрокарбонат аммония является более энергоёмким охладителем, чем карбонат аммония, но последний дольше поддерживает процесс охлаждения.

Бесплатно

Журнал