Способ термогравиметрических исследований нестехиометрических окислов

 

Изобретение относится к термодинамическим исследованиям, а именно к термогравиметрическим методам исследования зависимости химического потенциала кислорода нестехиометрических окислов от их состава, и позволяет проводить исследования при высоких температурах, одновременно определяя скорость испарения окислов . О достижении равновесного состава образца, нагреваемого в химически активном газе с известным химическим потенциалом кислорода, судят по началу линейного изменения его массы , после чего при температуре, при которой его испарением можно пренебречь , в инертной атмосфере определяют изменение его массы относительно начальной массы образца, измеренной в этих же условиях. Затем при помощи химически активной газовой среды доводят состав образца до начального значения и вновь в инертной атмосфере при той же температуре определяют изменение его массы относительно начального значения. По измеренным значениям изменения масс определяют состав окисла, соответствующий известному химическому потен- . циалу кислорода при заданной температуре , а по наклону линейной зависимости изменения массы - скорость испарения окисла. (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 N 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054244/31-26 (22) 10.01 ° 86 (46) 30.01.88. Бюл. Ф 4 (71) Московский инженерно-физический институт (72) В.Г. Баринов, Ю.Г. Годин, В.А. Димаков и Ю.Д. Съедин (53) 543 ° 78(088.8) (56) Третьяков Ю.Д. Химия нестехиометрических окислов, Изд-во МГУ, 1974, с. 460. (54) СПОСОБ ТЕРМОГРАВИМЕТРИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ

ОКИСЛОВ (57) Изобретение относится к термодинамическим исследованиям, а именно к термогравиметрическим методам исследования зависимости химического потенциала кислорода нестехиометрических окислов от их состава, и позволяет проводить исследования при высоких температурах, одновременно определяя скорость испарения окис. SU„„1370524 А 1 лов. О достижении равновесного состава образца, нагреваемого в химически активном газе с известным химическим потенциалом кислорода, судят по началу линейного изменения его массы, после чего при температуре, при которой его испарением можно пренебречь, в инертной атмосфере определяют изменение его массы относительно начальной массы образца, измеренной в этих же условиях, Затем при помощи химически активной газовой среды доводят состав образца до начального значения и вновь в инертной атмосфере при той же температуре определяют изменение его массы относительно начального значения. По измеренным значениям изменения масс определяют состав окисла, соответствующий известному химическому потенциалу кислорода при заданной температуре, а по наклону линейной зависимости изменения массы — скорость испарения окисла.

1370524

Изобретение относится к термодинамическим исследованиям, а именно к термогравиметрическим методам иссле-! ования зависимости химического по5 тенциала кислорода от состава нестехиометрических окислов.

Целью изобретения является расширение температурного диапазона исследований. 10

Пример. Образец UO> с известным химическим потенциалом кислорода и составом подвешивают к чувствительному элементу микровесов, герметиэируют устройство и откачивают его до 15 давления 1-5 МПа. После этого заполняют объем устройства инертным газом и нагревают образец до температуры

Т, при которой изменением его массы за счет испарения можно пренебречь, 20 при этом показания микровесов принимают эа точку отсчета изменения массы образца. Нагревают образец до заданной температуры, при которой необходимо определить состав образца при заданном значении его химического потенциала кислорода. Наполняют объем устройства химически активным газом с заданным химическим потенциалом кислорода и регистрируют скорость из- ЗО менения массы образца до тех пор, пока она не станет постоянной, после чего фиксируют ее значение на линейном участке изменения массы образца.

Наполняют устройство инертным газом,. охлаждают образец до температуры Т и определяют изменение его массы относительно выбранной точки отсчета. Затем посредством химически активного газа, имеющего химический потенциал 40 кислорода, равный начальному химическому потенциалу кислорода образца при температуре Ти устанавливают в образце начальный состав и вновь в атмосфере инертного газа определяют 4с изменение массы относительно выбранной точки отсчета, По разнице полученных изменений масс определяют состав, который образец имел при заданной температуре и химическом потенциале кислорода.

Исходный образец имел массу

0,98967 г, площадь поверхности

1, 11 см, содержание кислорода в нем составляло 2,000 ед. О/М, а его химический потенциал кислорода был равен 502,4 кДж/моль при 1300 К. 3а начальную точку отсчета изменения массы принимали показания микровесов при измерении массы этого образца в атмосфере аргона при 1300 К. После выдержки образца при заданной температуре, равной 2300 К, в газовой среде Аг — 7X Н с химическим потенциалом кислорода 578,3 кДж/моль в течение 40 мин изменение его массы стало линейным, а скорость изменения массы— равной 4,02 10 " r/ñ. После охлаждения образца в аргоне до 1300 К изменение его массы относительно выбранной точки отсчета составило 0,00231 г, а после установления начального состава — 0,00117 г, Из полученных данных было найдено, что химическому потенциалу кислорода, равному 578,3 кДж/моль, при 2300 К соответствует состав 1,980 ед. O/М, а скорость испарения образца при этой температуре равна 3,62 1О г/м с.

При использовании известного способа химическому потенциалу кислорода

578,3 кДж /моль при 2300 К соответствует равновесный состав 1,951 ед.

О/М, а следовательно, погрешность в этом случае составляет 0,029 ед. О/М. формула изобретения

Способ термогравиметрических исследований нестехиометрических окислов, заключающийся в том, что образец с известным составом (О/М) и массой нагревают до заданной температуры в окислительно-восстановительной газовой среде с заданным значением химического потенциала кислорода и выдерживают до достижения равновесного состава, непрерывно регистрируя его массу, отличающийся тем, что, с целью расширения температурного диапазона исследований, предварительно регистрируют массу образца в инертной атмосфере при температуре, при которой испарением образца можно пренебречь, нагревают до заданной температуры, заменяют инертную атмосферу окислительно-восстановительной газовой средой с заданным значением химического потенциала кислорода, выдерживают образец до начала линейного изменения его массы, охлаждают в инертной атмосфере до температуры Т», регистрируют массу образца m, заменяют инертную атмосферу окислительно-восстановительной газовой средой с химическим потенциалом кислорода, равным начальному значению химичес1370524 кого потенциала кислорода образца, выдерживают образец до достижения равновесного состава и в инертной атмосфере вновь регистрируют его массу ) ш, а состав образца, равновесный заданному химическому потенциалу кислорода окислительно-восстановительной среды при заданной температуре, определяют из выражения 10 ш -m, m 9+m 0-е! начальная масса; масса образца при нагревании в инертной атмосфере; начальное отношение массы где m, mi (О/М). кислорода к массе вещества; определяемый состав окислов; масса образца при цостижении равновесия; атомарная масса металла.

О/И

О/M=(O/М), L " + 6(0/М 1 „ о

Составитель С. Киселев

Техред А.Кравчук Корректор M. Максимишинец

Редактор М. Келемеш

Заказ 4 12/42 Тираж 847 Подписное

ВН11ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4