Фазовый комплекс трехкомпонентной системы LiNO2-LiNO3-KNO3

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 541. 123. 3:543. 246
ФАЗОВЫЙ КОМПЛЕКС ТРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ LiNOz-LiNOs-KNOs
© 2011 Багомедова P.M., Гаматаева Б. Ю., Гасаналиев А. М., Расулов А. И.
Дагестанский государственный педагогическийуниверситет
Методами термического анализа изучено фазообразование в трехкомпонентной системе LiNO2-LiNO3-KNO3, выявлены характеристики нонвариантных точек и построена диаграмма составов.
The authors of the article researched the phaseformation in LiNO2-LiNO3-KNO3 three component system by the thermoanalysis methods. They revealed nonvariant spots characteristics and built the composition diagram.
Ключевые слова: фазовый комплекс, термический анализ, теплоаккумулирующие материалы, комплексообразование, эвтектика, перитектика.
Keywords: phase complex, thermoanalysis, heat-accumulating materials, complex formation, eutectics, peritectics.
Создание новых композиционных материалов на основе
многокомпонентных систем (МКС) невозможно без фундаментальных
исследований фазовых и химических
превращений в них. Одной из областей применения таких солевых систем является обратимое аккумулирование тепловой энергии [1].
Настоящая работа является
продолжением цикла исследований, проводимых нами по изучению фазовых равновесий и физико-химических
свойств МКС с целью выявления теплоаккумулирующих материалов (ТАМ) на основе солевых композиций.
Экспериментальная часть
Термический анализ системы проводили методом визуально-политер-мического анализа в печах шахтного типа [7]. Холодные спаи термопар термостатировали при 0оС в сосуде Дьюара с тающим льдом. Для
визуальной регистрации тигель с расплавом освещали ярким внешним источником.
Реперную кривую строили по температурам плавления солей и эвтектических смесей, рекомендованных в работе. Расчет составов проводили по методике [3, 8].
Для уточнения температуры плавления и состава нонвариантных точек (НВТ) применили метод дифференциального термического
анализа (ДТА) на установке синхронного термического анализатора модификации STA 409PC фирмы «NETZSCH» со скоростью нагревания и охлаждения 50С в минуту в атмосфере гелия и в платиновых тиглях.
Результаты и ихобсуждение
Диаграммы плавкости двойных систем, входящих в элементы огранения исследуемой системы, изучены ранее [2, 4−6]. По характеру взаимодействия эти системы отличаются образованием соединения инконгруэнтного плавления (LiNO3-KNO3) и непрерывных рядов твердых растворов с минимумом (LiNO2-KNO3, LiNO2-LiNO3). Исходные данные о составах и температурах плавления смесей, отвечающих
нонвариантным точкам равновесия (НВТ), приведены в таблице 1.
Для определения положения кривых моновариантных равновесий,
ограничивающих поля кристаллизации исходных компонентов и бинарного соединения инконгруэнтного характера
плавления, нами исследованы двенадцать внутренних разрезов (табл. 2), которые позволили построить поверхность ликвидусасистемы (рис. 1).
Линии моновариантных равновесий соединяются, образуя две НВТ (табл. 3).
Таблица 1
Характеристики НВТ ограняющихэлементовтрехкомпонентной системы
ШО-ШО-К№ 3____________________________
Система Обозначение НВТ Состав, мол % 1 °C Ссылка
ІЛЮ2. -иіЮз тт 70−30 183 [4]
1ЛЮ2-К1Юз тт 55−45 102 [5]
ШОз-КЮз Е Р 41−59 47−53 135 144 [2]
Таблица 2
Характеристики пересечений внутренних разрезов системы 1ЛЫО-І/МО-КМ)3
№ разреза Состав исходной смеси в мол. % Доб. комп., мол. % К1Юз 1пл, °С Кристаллизующиеся фазы
I 95Ш0з+5Ш02 57 52,5 120 130 К1Юз+1ЛЮз*К1Юз их (110з)1-х1Ю2+и1Юз-К1Юз
II 85Ш0з+15Ш02 52.5 47.5 110 115 К110з+и110з*К110з их (110з)1-х1Ю2+и1Юз-К1Юз
III 75и1Юз+251ЛЮ2 50 45 100 108 К110з+и110з*К110з Ь1х (М0з)1-хМ02+Ь1М0з*КЫ0з
IV 65и1Юз+351ЛЮ2 47,5 45 95 100 КМ0з+Ь1М0з*КЫ0з Ь1х (М0з)1-хМ02+Ь1М0з*КЫ0з
V 55и1Юз+451ЛЮ2 45 91 КМ0з+Ь1М0з*КЫ0з+Ь1х (М0з)1-хМ02
VI 45и1Юз+551ЛЮ2 45 93 КИ0з + 11х (М0з)1-хМ02
VII 40и1Юз+601ЛЮ2 47,5 94 КЫ0з+Ь1х (М0з)1-хМ02
VIII з01ЛЮз+70и1Ю2 47,5 96 К1Юз + 11х (М0з)1-хМ02
IX з0К1Юз+701ЛЮ2 10 140 КМ0з+КМ0з*Ь1Ы02
X 50К1Юз+501ЛЮ2 5 94 КМ0з+КМ0з*Ь1Ы02
XI 60К1Юз+401ЛЮ2 22,5 99 КИ0з + КМ0з*Ь1Ы02
XII 40К1Юз+601ЛЮ2 5 112 КМ0з+КМ0з*Ь1Ы02
Таблица 3
Характеристики НВТ системы LiN02-LiN03-KN03_____________
Система Обозначения Состав, мол % 1 °C Кристаллизующиеся фазы
иіІО2-иіІО3-КІІО3 Е 19−36−45 91 КІІО3+иіІО3-КІІО3+их (ІІО3)1-хІІО2
иМО2-иО3-КМО3 Р 47,5−5-47,5 99 КІМО3 + КМО3-иО2
1 °C ШІП
-
150
Рч ?
е & gt- 130
12Ч ЭЧ115 ЧХ 108
100_ 110\ 100* •1& lt-Ю 96 А, 93. * Р 99 =& lt-¦>- & gt-Л- ¦ 04 Е 91 ШІП
ЬіТЧІОз 256 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 Ц& gt-Ю3 222
Рис. 1. Диаграмма составов трехкомпонентной системы
шо-шо-тоз
Экспериментальные данные были уточнены построением проекций кривых совместной кристаллизации системы ЫК02-ЫК03-КК03 на сторону ЫК02-ЫКОз (рис. 2). Выявленные составы нонвариантного равновесия уточнены
Рис. 2. Проекция поверхности ликвидуса системы ЫЫО-ЫМОз-КМОз на сторону ЫЫО-ЫМОз
методом ДТА. На дериватограмме образца эвтектического состава системы (рис. 3) имеется один термоэффект, характеризующий совместную
кристаллизацию трех компонентов при 910С.
тг/%
98. 0
97. 5
97. 0
96. 0
95. 5
95. 0
(ІДСК /(мВт/мг/мин) ДСК /(м8т/мг) Темп. ГС t экз
95
і ¦¦¦-. І і і А \ і 1 і 1 ¦0. 45 0. 40 0. 35 1−5 ¦ 1. 0
і Начало & amp-1−0"-С ! & quot-"-'-¦1 І& quot-'-- і 1 і 1 і і [12] ¦0. 30 0. 25 ¦0. 5
'- / і 114 0. 0
І 0. 20
1 і / і V 0. 15 -0. 5
і у і / [1. 2] •0. 10
-А! і 1
і X. V'- - [1. 2] •0. 05 -1. 0
90
85
80
58. 0
58. 5
59.0 59. 5
Время /мин
60. 0
60. 5
Рис. 3. Дериватограмма образца эвтектического состава системы
ьто-ьтоз-швз
Таким образом, проведен
термический анализ трехкомпонентной системы, построена топологическая модель ее фазовой диаграммы и
выявлены характер, состав и температура нонвариантных точек.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке
среднетемпературных фазопереходных рабочим температурным интервалом от
теплоаккумулирующих материалов с 91 до 370оС.
Примечания
1. Гасаналиев А. М., Гаматаева Б. Ю. Теплоаккумулирующие свойства расплавов //Успехи химии. 2000. Т. 69. № 2. С. 192−200. 2. Гасаналиева П. Н. Фазовый комплекс и свойства системы 1ЛЮз-МаС!-К110з-КС!-8г (110з)2: Автореф. дисс. … канд. хим. наук. Махачкала: ДГПУ, 2009. 108 с. 3. Коробка Е. И. Упрощенный расчет навески компонентов при исследовании соляных систем методом плавкости или растворимости // Изв. Сектора физ. -хим. анализа. 1955. Т. 26. С. 91 -98. 4. Справочник по плавкости солевых систем из безводных неорганических солей. Т. 1. Двойные системы с общим анионом. Н. К. Воскресенская, Н. Н. Евсеева М. -Л.: Изд-во АН СССР, 1961. 780 с. 5. Справочник по плавкости солевых систем. Двойные системы с общим катионом / под ред. В. И. Посыпайко. М.: Металлургия, 1979. Ч. 3. 340 с. 6. Справочник по плавкости солевых систем / под ред. В. И. Посыпайко, Е. А. Алексеевой. М.: Металлургия, 1977. Ч. 2. 420 с. 7. Трунин А. С., Петрова Д. Г. Визуальный политермический анализ / Деп. в ВИНИТИ 20. 02. 78. № 584−78. 98 с. 8. Трунин А. С., Проскуряков В. Д., Штер Г. Е. Расчет многокомпонентных составов. Куйбышев: КГТУ, 1975. С. 31.
Статья поступила вредакцию 12. 11. 2011 г.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой