Фазовые диаграммы, термодинамический анализ систем AIIS – Ln2S3, Sc2S3 – Ln2S3, SrS – Sc2S3 – Ln2S3 (AII = Sr, Ba; Ln = La – Lu, Y, Sc), структура и характеристики образующихся фаз
Оценка условий проведения и продолжительности отжигов при температурах 770, 1070, 1670, 1770 К, обеспечивающих достижение равновесного состояния. Оценка теплот плавления простых и сложных сульфидов. Определение термодинамических характеристик расплава.
Рубрика | Химия |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.04.2018 |
Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
ГОУ ВПО «Тюменский государственный университет на кафедре неорганической и физической химии».
02.00.04.-Физическая химия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук
Фазовые диаграммы, термодинамический анализ систем AIIS - Ln2S3, Sc2S3 - Ln2S3, SrS - Sc2S3 - Ln2S3 (AII = Sr, Ba; Ln = La - Lu, Y, Sc), структура и характеристики образующихся фаз
Митрошин Олег Юрьевич
Научный руководитель: доктор химических наук,
профессор Андреев Олег Валерьевич
Официальные оппоненты: доктор химических наук,
профессор Жихарева Ирина Георгиевна
кандидат химических наук,
доцент Полещук Ирина Николаевна
Ведущая организация: Институт химии твердого тела УрО РАН г. Екатеринбург.
Защита диссертации состоится «14» декабря 2006 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета К 212.274.04 при Тюменском государственном университете по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Перекопская, 15а, ауд. 118а.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного университета.
Автореферат разослан «14» ноября 2006 г.
Учёный секретарь диссертационного совета
кандидат химических наук Котова Т.П.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Соединения редкоземельных элементов (РЗЭ) La - Lu, Y, Sc являются богатейшим резервом новых материалов. Простые и сложные сульфиды РЗЭ проявляют широкий диапазон свойств. На их основе созданы оптические, термоэлектрические, тензометрические материалы. Научной основой создания новых материалов являются фазовые диаграммы систем.
Системы Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Lu), SrS - Ln2S3 (Ln = Y - Sc), SrS - Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Lu) перспективны в связи с образованием новых, сложных сульфидов. В системах Sc2S3 - Ln2S3 образуются сложные сульфиды LnScS3, кристаллохимические сведения для которых не однозначны. Фазовые диаграммы систем не изучались. Монотонное сближение в ряду РЗЭ ионных радиусов rLn3+ и rSc3+ должно приводить к образованию в системах заметных областей твёрдых растворов. Внутренняя периодичность в ряду лантаноидов, как правило, приводит к образованию фазовых диаграмм различных типов.
Фазовые диаграммы BaS - Ln2S3 трансформируются от эвтектических систем с протяженной областью гомогенности на основе -Ln2S3 до систем с образованием трёх соединений. Следует ожидать образование новых сложных сульфидов в системах SrS - Ln2S3 для РЗЭ четвёртой тетрады.
Термодинамический анализ фазовых диаграмм систем не проводился. Целесообразно сочетать проведение эксперимента с термодинамическим анализом фазовых диаграмм систем. Представляется перспективным попытаться, исходя из положения линий экспериментально построенных фазовых диаграмм, оценить термодинамические характеристики простых и сложных сульфидов, изменение которых в ряду систем позволяет прогнозировать и интерпретировать наличие или отсутствие новых фаз в системах.
Цель работы состоит в проведении термодинамического анализа систем AIIS - Ln2S3, Sc2S3 - Ln2S3 (AII = Sr, Ba; Ln = La - Lu), построении фазовых диаграмм систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Er, Lu), SrS - Ln2S3 (Ln = Y, Tm, Lu, Sc), определении кристаллохимических и физико-химических характеристик образующихся фаз, установлении закономерностей фазовых равновесий в системах, изучении фазовых равновесий в системах SrS -Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Lu).
Задачами исследования явились:
Определение условий проведения и продолжительности отжигов при температурах 770 К, 1070 К, 1670 К, 1770 К, обеспечивающих достижение равновесного состояния.
Проведение термодинамического анализа в системах AIIS - Ln2S3, Sc2S3 - Ln2S3 (AII = Sr, Ba; Ln = La - Lu). Оценка теплот плавления простых и сложных сульфидов. Определение термодинамических характеристик расплава и прогнозирование фазообразования в конденсированном состоянии. отжиг расплав равновесный теплота
Экспериментальное построение зависимостей «состав - свойство», построение фазовых диаграмм систем SrS - Ln2S3 (Ln = Y, Tm, Lu, Sc), Sc2S3 - Ln2S3 (La, Nd, Gd, Dy, Er, Tm, Lu). Установление закономерностей фазовых равновесий в исследуемых системах.
Построение компьютерной модели трансформации фазовых диаграмм систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Lu), прогноз фазовых диаграмм малоизученных систем.
Изучение фазовых равновесий в системах SrS - Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Lu) при 1000 К.
Научная новизна.
Впервые экспериментально построены фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Dy, Er, Tm, Lu). Закономерности фазовых равновесий в системах коррелируют с соотношением ионных радиусов rSc3+, rLn3+ и внутренней периодичностью в ряду РЗЭ. Выделено четыре типа диаграмм. В системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd) образуются конгруэнтно плавящиеся соединения LnScS3 ромбической сингонии. В системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Dy, Er) имеются соединения LnScS3, плавящиеся инконгруэнтно, Ln3ScS6 - конгруэнтно. В системе Sc2S3 - Tm2S3 образуется один сложный сульфид Tm3ScS6, плавящийся конгруэнтно. Фазовая диаграмма системы Sc2S3 - Lu2S3 эвтектического типа. Пропорционально сближению ионных радиусов rLn3+, rSc3+ увеличивается протяженность твердых растворов на основе простых и сложных сульфидов с ортогональными структурами. Растворимость на основе Sc2S3 в системах с РЗЭ La - Nd - Gd возрастает монотонно, на участке Gd - Er - Lu - экспоненциально. Заметных твёрдых растворов на основе соединений с моноклинными структурами Ln2S3, Ln3ScS6 (Ln = Er, Tm) не обнаружено.
В системах AIIS ? Ln2S3, Sc2S3 - Ln2S3 (AII = Sr, Ba; Ln = La ? Lu) по уравнению Ван Лаара оценены теплоты плавления сложных сульфидов, рассчитаны избыточные свободные парциальные и интегральные энергии Гиббса. Спрогнозированы и построены фазовые диаграммы систем SrS ? Ln2S3 (Ln = Tm, Lu, Sc).
Образующиеся в системах сложные соединения SrLn2S4 и LnScS3 отнесены к типу тиосолей. Соотношение кислотно-основных свойств простых сульфидов установлено из сравнения электроотрицательностей (ЭО) стронция и лантаноидов, скандия и лантаноидов, степени окисления элементов в сульфидах, соотношения ионных радиусов. В системах SrS - Ln2S3 с увеличением кислотности сульфидов Ln2S3 в ряду Tb ? Lu, Sc монотонно увеличивается термическая стабильность соединения SrLn2S4, возрастают вычисленные теплоты плавления сложных сульфидов. В ряду РЗЭ в системах Sc2S3 - Ln2S3 увеличение ЭО атомов и уменьшение эффективного радиуса rLn3+ приводит к усилению кислотных свойств соединений Ln2S3, что вызывает уменьшение устойчивости соединений LnScS3.
Установлено положение конод в системах SrS ? Sc2S3 ? Ln2S3 (Ln = La, Lu) при 1000 К. В системах в равновесии находятся фазы: SrLa2S4 - SrSc2S4, SrSc2S4 - LaScS3, LaScS3 - SrLa2S4; SrLu2S4 - SrSc2S4, SrSc2S4 - (Sc2S3), (Sc2S3) - SrLu2S4, SrLu2S4 - (Lu2S3).
Практическая значимость. Установленные температуры и характер плавления соединений LnScS3 (Ln = La, Nd, Gd, Dy, Er, Tm, Lu), SrLn2S4 (Ln = Tm, Lu, Sc) позволяют целенаправленно выбирать методы и условия получения образцов фаз в виде моно- и поликристаллов. В областях твердых растворов построенные зависимости «состав - свойство» создают основу для направленного формирования свойств образцов. Построенные фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Dy, Er, Tm, Lu), SrS - Ln2S3 (Ln = Y, Tm, Lu, Sc), SrS ? Sc2S3 ? Ln2S3 (Ln = La, Lu) являются справочным материалом. Информация по фазовым диаграммам систем, структурам и свойствам фаз составляет новые знания по химии сульфидов s-, d-, 4f- элементов.
На защиту выносятся:
Результаты термодинамического анализа фазовых диаграмм систем SrS ? Ln2S3, BaS ? Ln2S3. Оцененные теплоты плавления простых и сложных сульфидов. Рассчитанные для расплава, избыточные свободные парциальные и интегральные энергии Гиббса, прогноз фазообразования в системах в конденсированном состоянии.
Фазовые диаграммы систем Sc2S3 ? Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Dy, Er, Tm, Lu). Закономерности фазовых равновесий. Типы фазовых диаграмм. Прогноз фазовых диаграмм систем Sc2S3 ? Ln2S3 (Ln = Сe, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Ho, Yb).
Прогноз и экспериментальное построение фазовых диаграмм систем SrS ? Ln2S3 (Ln = Tm, Lu, Sc). Закономерности фазовых равновесий в системах SrS ? Ln2S3 (Ln = Tb ? Lu, Sc).
Кристаллохимические характеристики сложных сульфидов. Изменения параметров элементарной ячейки (э.я.) и характеристик сульфидов в ряду РЗЭ. Зависимости «состав ? свойство» для построенных фазовых диаграмм, областей твердых растворов.
Фазовые равновесия в системах SrS ? Sc2S3 ? Ln2S3 (Ln = La, Lu) при 1000 К.
Достоверность результатов. Использованы простые сульфиды, аттестованные на химический состав и фазовую однородность. Определены продолжительности отжигов, обеспечивающие достижение равновесного состояния. Фазовые диаграммы систем построены при условии согласованности данных комплекса независимых методов исследования. Использовано современное оборудование и расчётные программы.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на Семинаре СО РАН - УрО РАН «Термодинамика и неорганические материалы» Новосибирск 2001; I Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН 2002»» Воронеж 2002; 6th International School - Conference «Phase Diagrams in Materials Science», Kiev, Ukraine 2001; XV Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях» ММТТ - 15, Тамбов 2002; IV семинаре СО РАН - УрО РАН «Термодинамика и материаловедение» Екатеринбург 2004; Всероссийской конференции «Менделеевские чтения» Тюмень, 2005; VI Международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» Кисловодск 2006; VI семинаре СО РАН - УрО РАН «Термодинамика и материаловедение» Екатеринбург 2006.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта губернатора Тюменской области для молодых учёных, гранта РФФИ 01-03-33322а.
Публикации. По теме диссертации опубликованы статья в «Вестнике Тюменского государственного университета», статья в журнале «Journal of Equilibria and Diffusion», четыре статьи в трудах конференций, 8 тезисов опубликованных в материалах международных, всероссийских и региональных конференций.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы. Работа изложена на 188 страницах, включает 85 рисунков и 46 таблиц. Список литературы насчитывает 122 наименования.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту.
Глава 1. Фазовые равновесия в системах AII - S (AII - Sr, Ba), Ln - S (Ln = La - Lu, Y, Sc), AIIS - Ln2S3 (AIIS = Sr, Ba; Ln = La - Lu, Y, Sc), Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Lu, Y). Структура и свойства образующихся фаз. В главе обобщены литературные данные по фазовым равновесиям в системах SrS - Ln2S3 (Ln = Y, Tm, Lu, Sc), Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Dy, Er Tm,, Lu), по структуре и свойствам образующихся в этих системах соединений. Рассмотрены модели термодинамического расчёта диаграмм состояния.
Глава 2. Аппаратура и методики эксперимента. Методы физико-химического анализа.
Использованы стандартные методики для получения простых сульфидов. Полуторные сульфиды РЗЭ и Sc получены из оксидов марки «В» и «Г» в потоке сульфидирующих агентов CS2 и H2S при температуре 1270 К - 1370 К. SrS получен из SrSO4 марки «хч» в потоке CS2 и H2S при температуре 1200 К. Методом РФА установлена фазовая однородность порошков сульфидов. В пределах ошибок химического анализа состав сульфидов соответствовал стехиометрическому.
Образцы в системах SrS - Ln2S3, Sc2S3 - Ln2S3, SrS - Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Lu, Y, Sc) получены сплавлением полуторных сульфидов РЗЭ, скандия и моносульфида стронция в графитовых тиглях в парах серы или инертной атмосфере при температурах 1800 - 2300 К. Необходимые температуры достигались воздействием токов высокой частоты на материал контейнера - графит. Полученные охлаждением из расплава литые образцы отжигались при различных температурах. При низкотемпературном отжиге в интервале 770 - 1070 К время выдержки составляло в среднем 1000 - 500 часов, при высокотемпературном 1670 - 1770 К 60 - 40 минут.
Методы физико-химического анализа (ФХА).
Рентгенофазовый анализ (РФА) применялся для определения фазового состава образцов, идентификации фаз, определения кристаллохимических параметров элементарной ячейки. РФА порошкообразных проб проводился при комнатных условиях на дифрактометре «ДРОН-6» в кобальтовом фильтрованном излучении (Co K? - излучение, Fe - фильтр). Параметры элементарных ячеек фаз со структурами типа Th3P4, NaCl определены из рефлексов в области углов = 50° - 80° с точностью 0.0001 нм. Для большинства исходных и сложных сульфидов, имеющих более низкую симметрию, параметры э.я. определяли с точностью 0.001 - 0.003 нм. При идентификации фаз и расчете параметров элементарных ячеек фаз использовались программные комплексы Powder 2.0 и PDWin 4.0. Микроструктурный (МСА) и дюрометрический (ДМА) анализы применялись для идентификации фаз, определения фазового состава образцов, определения последовательности кристаллизации фаз, установления границ твёрдых растворов, размера зёрен первичных и эвтектических кристаллов, установления макродефектов, для измерения микротвёрдости фаз в гомогенных и многофазных образцах и построения зависимостей «состав - микротвёрдость». Исследования проведены на полированных и протравленных шлифах на микроскопе МЕТАМ РВ - 22, микротвёрдомере ПМТ - 3М. Измерения микротвёрдости проведены по стандартной методике. Ошибка измерений составляет до 5 - 7 % от измеряемой величины. Дифференциально-термический (ДТА), визуально-политермический (ВПТА) анализы использовались для построения диаграмм плавкости систем, установления температур фазовых превращений в твердом состоянии (ДТА). Все расчёты выполнены с помощью созданного комплекса компьютерных программ «Thermogram Analyser». Ошибка в методах ДТА составляет 2 - 5 К, в ВПТА до 0,5 % от значения температуры.
Термодинамический анализ экспериментально построенных фазовых диаграмм систем проводился для оценки теплот плавления простых и сложных сульфидов, оценки отклонений реальных систем от идеальных, прогноза образования фаз в конденсированном состоянии. Системы разбивали на подсистемы эвтектического типа. Составы жидкой и твердой фаз, находящиеся в равновесии, определяли по положению конод в нисходящих к эвтектике ветвях линий ликвидуса и солидуса. Для минимизации погрешности математической аппроксимации преимущественно использовали экспериментальные данные по температурам ликвидуса и солидуса. По уравнению Ван Лаара (1) из коэффициентов регрессии его линеаризованной формы (1а) определяется ДHпл исходных и образующихся в системах фаз.
Исходя из оцененных теплот плавления рассчитываются избыточные свободные парциальные (3) и интегральные (4) энергии Гиббса, энергии взаимообмена (в эвтектиках) (5).
Тпл, ДHпл - температура и теплота плавления соединения; XL и XS составы жидкой и твёрдой фаз (мольное содержание соединения) при температуре T [2].
Глава 3. Термодинамический анализ фазовых диаграмм систем AIIS - Ln2S3 (AII = Sr, Ba; Ln =La - Lu, Y, Sc). Фазовые диаграммы систем SrS - Ln2S3 (Ln = Tm, Lu, Sc), закономерности фазовых равновесий в системах SrS - Ln2S3 (Ln = Tb - Lu, Sc).
Термодинамический анализ систем BaS - Ln2S3. Известны фазовые диаграммы систем BaS - Ln2S3 (Ln = La, Pr, Sm, Gd, Tb, Er, Lu) [1]. В ряду РЗЭ происходит постоянная трансформация диаграмм, что определяет актуальность сопоставления экспериментально установленных изменений диаграмм и вычисленных термодинамических характеристик, позволяет сделать прогноз образования фаз в конденсированном состоянии и оценить достоверность прогнозов.
Соединения BaLn2S4 (Ln = Sm - Lu) плавятся конгруэнтно. Выделены подсистемы BaS - BaLn2S4, BaLn2S4 - Ln2S3. Из положения линий ликвидуса и солидуса, нисходящих от температуры плавления BaS, вычислена теплота плавления BaS, составляющая 80 кДж/моль (подсистема BaS - Sm2S3), 69 кДж/моль (подсистема BaS - Gd2S3).
Рассчитанные теплоты плавления соединений BaLn2S4 (табл. 1) от Lu к Sm уменьшаются (исключение составляет BaTb2S4), что позволяет прогнозировать отсутствие фазы BaLn2S4 для РЗЭ начала ряда.
В системе BaS - Pr2S3 расплав характеризуется отрицательным отклонением от идеальности. В эвтектике избыточная интегральная свободная энергия Гиббса GE = -5,9 кДж/моль, а энергия взаимообмена АG = -28,4 кДж/моль. Устойчивое положительное отклонение расплава от идеальности в районе 35 - 50 мол. % Pr2S3 говорит о невозможности образования наиболее характерной для таких систем фазы состава BaLn2S4 при любых условиях, что подтверждается экспериментально. Соединение BaLn2S4 для La - Pr не образуются.
Таблица 1
Вычисленные по уравнениям (1, 1а) теплоты плавления SrLn2S4, BaLn2S4 и Ln2S3
AIILn2S4 |
Hпл.(AIILn2S4) кДж/моль |
Ln2S3 |
Hпл.(Ln2S3) кДж/моль |
|
SrTb2S4 |
36 |
Pr2S3 |
94 |
|
SrDy2S4 |
96 |
Sm2S3 |
88 |
|
SrEr2S4 |
130 |
Gd2S3 |
60 |
|
BaSm2S4 |
84 |
Tb2S3 |
88 |
|
BaGd2S4 |
94 |
Dy2S3 |
96 |
|
BaTb2S4 |
358 |
Er2S3 |
152 |
|
BaEr2S4 |
264 |
Рис. 1. Фазовые диаграммы систем SrS - Ln2S3 (Ln = Tm, Lu, Sc). Условные обозначения: Результаты ВПТА: 1. - начало плавления пробы; 2. - полный расплав пробы. Состояние образцов по данным МСА и РФА: 3. - однофазный; 4. - двухфазный. |
В подсистемах BaS - BaLn2S4 расплавы характеризуются положительным отклонением от идеальности. Избыточные интегральные свободные энергии Гиббса GE и энергии взаимообмена АG в эвтектиках подсистем BaS - BaLn2S4 равны: BaS - BaSm2S4 GE = 2,9; AG = 13,6; BaS - BaGd2S4 GE = 1,9; AG = 8,4 кДж/моль соответственно. Уменьшение положительного отклонения от идеальности при переходе от системы с Sm к системе с Gd позволяет прогнозировать образование промежуточных фаз в системах BaS - BaLn2S4 для последующих РЗЭ. Предпочтительный состав сложных сульфидов становится понятным из анализа хода изменения (BaS) в системе BaS - BaGd2S4. Расплав системы BaS - Gd2S3 в интервале 100 - 75 мол. % BaS практически идеален. При дальнейшем уменьшении содержания BaS наблюдается резкое увеличение (BaS). Для образующихся новых сложных сульфидов наиболее вероятен состав BaS : BaLn2S4=3 : 1. Соединения Ba3Ln2S6 (75 мол. % BaS) образуются для Ln = Tb - Lu [1].
Общее снижение GE и АG в ряду подсистем BaLn2S4 - Ln2S3 для Gd - Tb - Er позволяет прогнозировать существование промежуточных
фаз для последующих РЗЭ. В системе BaLn2S4 - Ln2S3 (Ln = Tm, Yb, Lu) образуется сложный сульфид BaLn8S13 [1].
Закономерное изменение вычисленных термодинамических характеристик фаз в системах BaS - Ln2S3 согласуется с трансформацией фазовых диаграмм систем, что свидетельствует о достоверности термодинамических оценок.
Термодинамический анализ систем SrS - Ln2S3 (Ln = Tb, Dy, Er, Tm).
Ранее построены фазовые диаграммы систем SrS - Ln2S3 (Ln = Tb, Dy, Er) [1]. Соединения SrLn2S4 плавятся конгруэнтно, выделены подсистемы SrS - SrLn2S4 и SrLn2S4 - Ln2S3. Теплоты плавления SrS, вычисленные из различных подсистем SrS - SrLn2S4, имеют удовлетворительную сходимость и составляют Hпл = 81 кДж/моль (SrS - SrDy2S4), Hпл = 83 кДж/моль (SrS - SrEr2S4), Hпл = 85
Рис. 2. Фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Tm, Lu, Sc). Условные обозначения: Результаты ВПТА: 1. - начало плавления пробы; 2. - полный расплав пробы. Состояние образцов по данным МСА и РФА:3. - однофазный;4. - двухфазный |
кДж/моль (SrS - SrTm2S4). Порядок вычисленных теплот плавления для SrS, BaS, учитывая ориентировочную погрешность до 50 %, согласуется с теплотами плавления для MgS Hпл = 62.7 ± 12.6 кДж/моль (2227 оС), для CaS Hпл = 66.9 ± 20.9 кДж/моль (2450 оС).
Постоянное увеличение вычисленных теплот плавления соединений Ln2S3 коррелирует с увеличением ковалентной составляющей химической связи (табл. 1).
Постоянное уменьшение Hпл (SrLn2S4) в ряду Tm - Tb (табл. 1) позволяет прогнозировать отсутствие фазы SrLn2S4 с ромбической структурой уже в системе SrS - Gd2S3, что и подтверждается экспериментально. Соединение SrGd2S4 имеет структуру типа Th3P4, плавится инконгруэнтно [1].
В подсистемах SrS - SrLn2S3 расплав, в целом, характеризуется отрицательным отклонением от идеальности, особенно заметным в области SrS : Ln2S3 = 3 : 1. Закономерное снижение значений GE и AG в ряду систем Tb (0,2; 1.7) - Dy (-0,4; -2,3) - Er (-1,1; -5,9) - Tm (-1,6; -8 кДж/моль) позволяет прогнозировать возможность образования фазы Sr3Ln2S6 для РЗЭ окончания ряда. (Ln = Yb, Lu). Прогноз также подтверждает анализ температурной зависимости.
В подсистемах SrLn2S3 - Ln2S3 расплав характеризуется положительным отклонением от идеальности, наиболее устойчивым на участках SrLn2S4 - эвтектика. На участках Ln2S3 - эвтектика картина неоднозначна. Для системы с Tb имеет место отрицательное отклонение расплава от идеальности, наиболее заметное в районе SrS: Tb2S3 = 1:3, хотя расплав характеризуется положительным отклонением от идеальности. На участке Tm2S3 - эвтектика в небольшом интервале по составу имеет место вначале резкое повышение, а потом еще более резкое снижение. (Tm2S3). Зависимость может быть вызвана образованием в расплаве устойчивых ассоциаций типа SrS: Tm2S3=1:4 и/или SrS : Tm2S3 = 1 : 3 и позволяет прогнозировать существование в системах SrLn2S4 - Ln2S3 (Ln = Yb, Lu) промежуточных фаз SrLn8S13 и SrLn6S10. На это же указывает закономерное снижение AG в ряду систем с Tb - Dy - Tm: AG(SrTb2S4 - Tb2S3) = 5,4 кДж/моль, AG(SrDy2S4 - Dy2S3) = 4,6 кДж/моль, AG(SrTm2S4 - Tm2S3) = 0,8 кДж/моль.
Результаты термодинамического анализа позволяют прогнозировать образование в системах SrS - Ln2S3 сложных сульфидов для РЗЭ окончания ряда Tm - Lu, а также Sc, который в ряду РЗЭ располагается в соответствии с величиной ионного радиуса после Lu.
Фазовые диаграммы систем SrS ? Ln2S3 (Ln = Tm - Lu, Sc) качественно подобны. В системах образуются сложные сульфиды SrLn2S4 с ромбической структурой типа CaFeO4 (табл. 2), области твердого раствора на основе SrS для систем SrS ? Ln2S3 (Ln = Tm, Lu). В каждой системе образуются две эвтектики (рис. 1).
Закономерности фазовых равновесий в системах SrS - Ln2S3 (Ln = Tb - Lu, Sc). Фазовые диаграммы всех систем SrS - Ln2S3 (Ln = Tb - Lu, Sc) однотипны. В системах образуется единственное конгруэнтно плавящееся соединение SrLn2S4 с катионно упорядоченной структурой типа CaFe2O4. В ряду Tb - Lu, Sc закономерно возрастают температуры и вычисленные теплоты плавления соединений: SrTb2S4 1995 K, 36 кДж/моль; SrDy2S4 1990 K, 96 кДж/моль; SrEr2S4 2040 K, 130 кДж/моль; SrTm2S4 2070 K, 188 кДж/моль; SrLu2S4 2100 K, 190 кДж/моль; SrSc2S4 2120 K, 206 кДж/моль. Проявляется тенденция возрастания микротвёрдости соединений. Исходя из представлений о кислотно-основном характере сульфидов соединения SrLn2S4 следует рассматривать как тиосоли, образованные основным сульфидом SrS и более кислотным сульфидом Ln2S3. Уменьшение rLn3+ для Tb - Lu ввиду лантаноидного сжатия приводит к усилению кислотности соединений Ln2S3, увеличению различий в кислотно-основных свойствах SrS и Ln2S3 и, как следствие, к возрастанию термической стабильности соединений SrLn2S4.
В подсистемах SrS - SrLn2S4 и SrLn2S4 - Ln2S3 эвтектического типа, происходит закономерное изменение координат нонвариантных точек.
Прогнозируемое образование в системах новых сложных сульфидов экспериментально не подтвердилось. Вероятно, различия в параметрах исходных сульфидов во всех системах не достигают необходимых пороговых значений, которые приводят к образованию новых фаз.
Глава 4. Фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Er, Lu). Структура и характеристики образующихся фаз. Компьютерная модель. Оценка теплот плавления сложных сульфидов. Фазовые равновесия в системах SrS - Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Gd, Lu).
В ряду систем Sc2S3 - Ln2S3 для изучения выбраны системы, образованные сульфидами РЗЭ Ln = La, Nd, Gd, Dy, Er, Tm, Lu, которые являются представителями всех четырёх тетрад ряда РЗЭ. В системах Sc2S3 - Ln2S3 происходит постоянное сближение ионных радиусов rSс3+ и rLn3+, оказывающее влияние на величины их взаимной растворимости и характер фазовых равновесий в системах. По количеству образующихся в системе фаз фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 следует разбить на группы: La - Gd; Tb - Er; Tm - Yb и Lu.
Фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd) качественно подобны и относятся к диаграммам дистектического типа. В системах образуются сложные сульфиды LnScS3, плавящиеся без разложения (табл. 2). На основе исходных фаз и фазы LnScS3 в системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Nd, Gd) зафиксировано образование ограниченных областей растворимости (рис. 2).
В системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Gd) фаза LnScS3 образует с исходными сульфидами эвтектики (рис. 2). Изменение координат эвтектик в системах согласуется с изменением температур плавления исходных и образующейся LnScS3 фаз.
Таблица 2
Физико-химические и кристаллохимические характеристики соединений SrLn2S4, LnScS3, Ln3ScS6
Соединение |
Сингония |
Параметры э.я. |
Характер плавления |
Тпл, К |
Н, МПа |
||||
а, нм |
b, нм |
с, нм |
в, ° |
||||||
SrTm2S4 |
ромб. |
1,180 |
1,417 |
0,394 |
конгр. |
2070 |
3540 |
||
SrLu2S4 |
ромб. |
1,171 |
1,409 |
0,390 |
конгр. |
2100 |
3650 |
||
SrSc2S4 |
ромб. |
1,163 |
1,366 |
0,378 |
конгр. |
2065 |
3700 |
||
LaScS3 |
ромб. |
0,718 |
0,653 |
0,960 |
конгр. |
2000 |
3200 |
||
NdScS3 |
ромб. |
0,712 |
0,646 |
0,952 |
конгр. |
1960 |
3500 |
||
GdScS3 |
ромб. |
0,704 |
0,639 |
0,947 |
конгр. |
1900 |
3800 |
||
DyScS3 |
ромб |
0,700 |
0,637 |
0,943 |
инконгр. |
1810 |
3800 |
||
ErScS3 |
ромб. |
0,697 |
0,633 |
0,942 |
инконгр. |
1800 |
- |
||
LuScS3 |
ромб. |
0,706 |
0,950 |
0,641 |
конгр. |
1900 |
2890 |
||
Dy3ScS6 |
монокл. |
1,118 |
1,262 |
0,354 |
94,7 |
конгр |
1800 |
2600 |
|
Er3ScS6 |
монокл. |
1,113 |
1,258 |
0,353 |
94,5 |
конгр |
1800 |
2800 |
|
Tm3ScS6 |
монокл. |
1,112 |
1,229 |
0,352 |
94,3 |
конгр |
1835 |
2940 |
Фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Dy, Er) подобны. В системах протекают сложные химические взаимодействия, приводящие к образованию двух сложных сульфидов составов LnScS3 и Ln3ScS6, твердых растворов на основе фаз Ln2S3 и LnScS3. В каждой системе образуются две эвтектики (рис. 2).
Сложные сульфиды LnScS3 (Ln = Dy, Er) кристаллизуются в ромбической сингонии пр.гр. Pnma (табл. 2). На основе фаз LnScS3 зафиксировано образование двухсторонней области гомогенности (рис. 2).
Соединения Ln3ScS6 (Ln = Dy, Er) стабильны в интервале исследуемых температур от 1000 К до температуры конгруэнтного плавления (табл. 1), кристаллизуются в моноклинной сингонии СТ Tm2S3, пр.гр. P21/m.
На основе модификаций Dy2S3, Sc2S3 и соединений LnScS3 обнаружено существование твердых раствор, протяженность которых уменьшается при понижении температуры (рис. 2).
Фазовая диаграмма системы Sc2S3 - Tm2S3 представляет новый тип фазовых равновесий (рис. 2). В системе образуется одно соединение состава Tm3ScS6, кристаллизующееся в моноклинной сингонии СТ Tm2S3 (табл. 2)
Растворимость на основе Tm2S3 не зафиксирована. На основе Sc2S3 образуется обширная область гомогенности, достигающая при 1670 К 40 мол. % Tm2S3, а при 1070 К - 33 мол. % Tm2S3 (рис. 3). Координаты эвтектик приняты равными 70 мол. % Tm2S3, 1800 К и 84 мол. % Tm2S3, 1755 К.
В системе Sc2S3 - Tm2S3 в интервале температур от 1000 до 2000 К не обнаружено фазы состава LnScS3. Образцы, отожженные при 1070 и 1670 К, состоят из кристаллов твердого раствора на основе Sc2S3 и фазы Tm3ScS6.
Фазовая диаграмма системы Sc2S3 - Lu2S3 эвтектического типа. Различие ионных радиусов rSс3+ и rLu3+ = 0.0848 нм .составляет 14 % и определяет образование в системе протяжённых областей твёрдых растворов (рис. 2). Координаты эвтектики приняты равными 61 мол.% Lu2S3, 1800 K. В системах не обнаружены сложные сульфиды составов LnScS3 и Ln3ScS6. На дифрактограммах и микроструктуре проб образцов составов 50 и 75 мол. % присутствуют только фазы Sc2S3 и Ln2S3.
Закономерности фазовых равновесий в системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Er, Lu). Компьютерная модель трансформации фазовых диаграмм.
В ряду систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Lu) проявляются закономерности, характерные для РЗЭ и их соединений. По количеству образующихся в системе фаз фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 следует разбить на группы: La - Gd; Tb - Er; Tm - Yb и Lu.
К первой группе относятся системы с образованием конгруэнтно плавящегося соединения состава LnScS3 (La - Gd), кристаллизующиеся в ромбической сингонии структурного типа (пр. гр. Pnma). Ко второй группе отнесены системы Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Tb - Er) с образованием двух соединений состава LnScS3 и Ln3ScS6. Фаза LnScS3, кристаллизуется в ромбической сингонии (пр.гр. Pnma), плавится инконгруэнтно. Фаза Ln3ScS6 плавится без разложения и кристаллизуется в моноклинной сингонии, пр.гр. P21/m. К третьей группе отнесены системы Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Tm, Yb),
Рис. 3. Зависимости параметров э.я. от состава; микротвердости от состава в области твердого раствора на основе Sc2S3 для систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = 1 - Dy; 2 - Er; 3 - Tm). |
характеризующиеся наличием одной фазы Ln3ScS6, кристаллизующиеся в моноклинной сингонии, плавящиеся конгруэнтно. К четвертой группе относится система эвтектического типа Sc2S3 - Lu2S3.
В системах образуются заметные области твердых растворов, протяженность которых зависит от структуры простых и сложных сульфидов и соотношения ионных радиусов rSc3+ и rLn3+. Не зафиксировано образование заметных твердых растворов на основе соединений с моноклинной структурой Ln3ScS6 и -Ln2S3 (Ln = Er, Tm). Протяженность твердых растворов на основе соединений LnScS3 и б-Ln2S3 с ромбической структурой, г-Ln2S3 с кубической, увеличивается пропорционально сближению ионных радиусов rSc3+ и rLn3+. В системах зафиксирован твердый раствор на основе Sc2S3, протяженность которого коррелирует с соотношением ионных радиусов rLn3+ и rSc3+. С уменьшением различия в ионных радиусов rLn3+ и rSc3+ возрастает протяженность области гомогенности, уменьшается изменение параметров э.я. для изоформульных составов из области твердого раствора. Различия в радиусах rSc3+ и rLn3+ и изменения параметра э.я. от Sc2S3 до состава 5 мол. % Ln2S3 равны: rGd3+ = 0.0938 нм, различие 22 %, Дa = 1.047 нм; rDy3+ = 0.0908 нм, различие 22 %, Дa = 1.046 нм; rEr3+ = 0.0881 нм, различие 17 %, Дa = 1.044 нм; rTm3+ = 0.0869 нм, различие 16 %, Дa = 1.042 нм; rLu3+ = 0.0848 нм, различие 14 %, Дa = 1.044 нм. Закономерное увеличение параметров э.я. в области твердого раствора, подчиняющееся закону Вегарда, коррелирует с монотонным уменьшением микротвердости (рис. 3).
В системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Er) образуется сложный сульфид LnScS3. В ряду РЗЭ параметры э.я. соединений LnScS3 уменьшаются симбатно с изменением rLn3+. Температура плавления и вычисленные теплоты плавления сложных сульфидов LnScS3 в ряду La - Er монотонно уменьшаются (табл. 2). Характер плавления изменяется с конгруэнтного Ln = La - Tb на инконгруэнтный Ln = Dy - Er. Соединения LnScS3 отнесены к типу тиосолей, образованных кислотным сульфидом Sc2S3 и менее кислотными сульфидами Ln2S3. Пошаговое сближение кислотно-основных свойств сульфидов Ln2S3 и Sc2S3 определяет уменьшение различий и устойчивости соединений LnScS3 (Ln = La - Er).
В системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Tb - Yb) образуются соединения состава Ln3ScS6, плавящиеся конгруэнтно и кристаллизующиеся в моноклинной сингонии (табл. 2). Структурным аналогом соединения является фаза -Tm2S3. Сближение в ряду РЗЭ ионных радиусов rSc3+ и rLn3+ определяет возможность изоморфного замещения в структуре -Ln2S3 1/3 катионов лантоноидов на скандий. Меньшие по размеру ионы скандия занимают в моноклинной структуре -фазы определенные катионные позиции, что и приводит к образованию соединений Ln3ScS6. Соединение относится к типу тиосолей. В ряду РЗЭ термическая стабильность соединений достаточно постоянна и особые тенденции не прослеживаются.
Рис. 4. Трансформация фазовых диаграмм систем Sc2S3 - Ln2S3. Под астериском (*) ? спрогнозированные фазовые диаграммы, с указанием спрогнозированных температур плавления соединений LnScS3, составов, температур эвтектик. |
В программе Edstate T построена компьютерная модель трансформации фазовых диаграмм систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Er, Lu) в зависимости от величины ионных радиусов. Закономерное изменение линий фазовых равновесий, нонвариантных точек для систем на участке позволяет спрогнозировать фазовые диаграммы малоизученных систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Ho, Yb) (рис. 5). Проверка адекватности прогноза проведена на примере системы Sc2S3 - Sm2S3. В системе экспериментально изучены образцы составов: 32, 50, 74 мол. % Sm2S3. Температура конгруэнтного плавления соединения SmScS3 определена как 1950 К, а спрогнозированное значение составляет 1935 К. Погрешность между температурами плавления варьируется около одного процента, что согласуется с погрешностью метода ВПТА. Координаты и температуры плавления эвтектик по данным эксперимента составляют 32 мол. % Sm2S3, 1820 и 74 мол. % Sm2S3, 1755 К и согласуются с теоретически полученными данными, принятыми равными 32 мол. % Sm2S3, 1830 и 74 мол. % Sm2S3, 1750 К.
Фазовые равновесия в системах SrS - Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Lu). Фазовые диаграммы, лежащие на сторонах концентрационного треугольника SrS - Sc2S3 - Ln2S3, характеризуются образованием сложных сульфидов SrSc2S4, LnScS3, SrLn2S4, что позволяет предполагать о возможности образования новых соединений в тройных системах. Для установления характера фазообразования в системах для всего ряда РЗЭ в качестве объекта изучения выбраны системы для Ln = La, Lu.
Рис. 6. Положение конод в системах SrS - Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Lu) при 1070 K.
В системе SrS - Sc2S3 - La2S3 при температуре 1000 К в равновесии находятся следующие фазы SrLa2S4 - SrSc2S4, SrSc2S4 - LaScS3, LaScS3 - SrLa2S4 (рис. 6). Между фазами, находящимися в равновесии, проведены коноды, положение которых позволяет выделить в системе SrS - Sc2S3 - La2S3 три разреза: SrLa2S4 - SrSc2S4, SrSc2S4 - LaScS3, LaScS3 - SrLa2S4 и четыре подчиненных треугольника: SrS - SrSc2S4 - SrLaS4; SrSc2S4 - Sc2S3 - LaScS3; SrLa2S4 - LaScS3 - La2S3; SrLa2S4 - SrSc2S4 - LaScS3. В каждом из подчиненных треугольников синтезированы образцы и отожжены при 1000 К. Во всех случаях в равновесии находятся только простые и сложные сульфиды, образующие данный треугольник. Новых фаз в системе SrS - La2S3 - Sc2S3 не образуется. Отсутствие химического взаимодействия в подчиненных треугольниках позволяет их считать симплексными.
В системе SrS - Sc2S3 - Lu2S3 при температуре 1000 К в равновесии находятся следующие фазы SrLu2S4 - SrSc2S4, SrSc2S4 - (Sc2S3), (Sc2S3) - SrLu2S4, SrLu2S4 - (Lu2S3) (рис. 6). Между фазами, находящимися в равновесии, проведены коноды. Положение конод позволяет выделить в системе SrS - Sc2S3 - Lu2S3 четыре разреза: SrSc2S4 - SrLu2S4, SrSc2S4 - (Sc2S3), (Sc2S3) - SrLu2S4, SrLu2S4 - (Lu2S3), и пять подчиненных треугольников: SrS - SrSc2S4 - SrLuS4; SrSc2S4 - Sc2S3 - (Sc2S3); SrLu2S4 - (Sc2S3) - (Lu2S3); SrLu2S4 - (Lu2S3) - Lu2S3, SrLu2S4 - SrSc2S4 - (Sc2S3). Во всех треугольниках изучены составы, находящиеся во внутренней концентрационной части, и установлено, что в системе SrS - Lu2S3 - Sc2S3 новых фаз не образуется.
ВЫВОДЫ
1. Проведен термодинамический анализ фазовых диаграмм систем SrS - Ln2S3 (Ln = Tb, Dy, Er, Tm), BaS - Ln2S3 (Ln = Pr, Sm, Gd, Tb, Er, Lu), Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Dy, Er, Tm, Lu). По уравнению Ван Лаара оценены теплоты плавления простых и сложных сульфидов. По отклонению избыточных парциальных энергий Гиббса компонентов в расплаве от идеальности сделан прогноз фазообразования в системах в твердом состоянии. В системах BaS - Ln2S3 происходит отрицательное отклонение от идеальности, что согласуется с трансформацией фазовых диаграмм в ряду РЗЭ от протяженного твёрдого раствора до системы с тремя сложными сульфидами.
2. Впервые экспериментально построены фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Nd, Gd, Dy, Er, Tm, Lu). По количеству образующихся сложных сульфидов выделено четыре типа диаграмм. В системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Gd) образуются конгруэнтно плавящиеся соединения LnScS3. В системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Tb - Er) образуются два соединения LnScS3 и Ln3ScS6. Фаза LnScS3, кристаллизуется в ромбической сингонии (пр.гр. Pnma), плавится инконгруэнтно. Фаза Ln3ScS6 плавится конгруэнтно, кристаллизуется в моноклинной сингонии, пр.гр. P21/m. Системы Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Tm, Yb), характеризующиеся наличием одной фазы Ln3ScS6, плавятся конгруэнтно. Система Sc2S3 - Lu2S3 эвтектического типа. Со сближением ионных радиусов rLn3+ и rSc3+ увеличивается протяженность твердых растворов на основе простых и сложных сульфидов с ромбической структурой. Заметных твёрдых растворов на основе соединений с моноклинными структурами -Ln2S3 (Ln = Er, Tm) и Ln3ScS6 не обнаружено. В ряду РЗЭ монотонно уменьшается температуры и вычисленные теплоты плавления соединений LnScS3. Спрогнозированы фазовые диаграммы малоизученных систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = Ce, Pr, Pm, Sm, Eu, Tb, Ho, Yb).
3. Спрогнозированы и впервые экспериментально построены фазовые диаграммы систем SrS - Ln2S3 (Ln = Tm, Lu, Sc). Системы SrS - Ln2S3 (Ln = Tb - Lu, Sc) однотипны. В системах образуются конгруэнтно плавящиеся соединения SrLn2S4. В ряду Tb - Lu, Sc температуры и вычисленные теплоты плавления соединений закономерно возрастают: SrTb2S4 1995 K, 36 кДж/моль; SrDy2S4 1990 K, 96 кДж/моль; SrEr2S4 2040 K, 130 кДж/моль; SrTm2S4 2070 K, 188 кДж/моль; SrLu2S4 2100 K, 190 кДж/моль; SrSc2S4 2120 K, 206 кДж/моль.
4. Сложные сульфиды SrLn2S4 (Ln = Tb - Lu, Sc) и LnScS3 отнесены к типу тиосолей. Усиление кислотности соединений Ln2S3 в ряду РЗЭ приводит к увеличению различия кислотно-основных свойств SrS и Ln2S3, сближению для Sc2S3 и Ln2S3. Устойчивость соединений SrLn2S4 (Ln = Tb - Lu, Sc) повышается, возрастают температуры плавления и вычисленные теплоты плавления. Температуры плавления и вычисленные теплоты плавления для соединений LnScS3 (Ln = La - Er) понижаются. Изменяется характер плавления соединений с конгруэнтного для Ln = La - Tb, на инконгруэнтный для Ln = Dy - Er.
5. В системах SrS - Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La, Lu) при 1000К в равновесии находятся фазы: SrLa2S4 - SrSc2S4, SrSc2S4 - LaScS3, LaScS3 - SrLa2S4; SrLu2S4 - SrSc2S4, SrSc2S4 - (Sc2S3), (Sc2S3) - SrLu2S4, SrLu2S4 - (Lu2S3). Новых сложных сульфидов в системах не образуется.
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андреев О.В. Химия простых и сложных сульфидов в системах с участием s - (Mg, Ca, Sr, Ba), d - (Fe, Cu, Ag, Y), f - (La - Lu) элементов: Дис … д-ра. хим. наук: 02.00.04. - Тюмень, 1999. - 430 с.
2. Термодинамика фазовых превращений в системах MgS - Ln2S3 (Ln = La, Gd, Dy) / Н.А. Хритохин, О.В. Андреев, Т.М. Бурханова и др. // Журн. неорган. химии. - 2002. - Т. 47. - № 1. - С. 129 - 131.
Основные результаты по теме диссертации опубликованы в работах
1. Митрошин О.Ю. Трансформация фазовых диаграмм в ряду систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Lu) / Митрошин О.Ю., Разумкова И.А. // Вестник Тюменского государственного университета - 2006. - № 7. - С.200 - 204.
2. Termodinamics of Phase Changes in Systems BaS-Ln2S3 (Ln = Pr, Sm, Gd, Tb, Er, Lu) / N.A. Khritohin, O.V. Andreev, O.Yu. Mitroshin. // Journal of Equilibria and Diffusion. - 2004. - vol. 25. - №. 6. - P. 515-519.
3. Model of transformation of the phase diagrams in system AIIS - Ln2S3 (AII = Ca, Sr, Ba; Ln = La - Lu) / O.V. Andreev, N. Parshukov, O.Yu. Mitroshin // Phase Diagrams in Materials Science: 6 - th International School-Conference 14 - 20 Oktober. Ukraine - Kiev, 2001, IPM. - P. 51 - 52.
4. Computer Modeling and Experimental Plotting of the Phase Diagram of the SrS - Y2S3 System / O.V. Andreev, A.A. Zaharov, O.Yu. Mitroshin // Phase Diagrams in Materials Science: 6 - th International School-Conference. - Kiev, IPM -- Materials Science International Services, GmbH, Stuttgart, Germany, 2004. - P. 182 - 185.
5. Термодинамика фазовых превращений в системах BaS - Ln2S3 (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Y, Er, Lu) / О.Ю. Митрошин, А.С. Коротков, О.А. Алфёрова и др. // Студент и научно-технический прогресс: тез. XL Междунар. науч. студ. конф. апрель, 2002. - Новосибирск, 2002. - С. 12 - 13.
6. Закономерности фазовых равновесий в системах AIIS-Ln2S3 (AII = Ca, Sr, Ba; Ln = La, Y) / О.В. Андреев, О.Ю. Митрошин, Н.В. Сикерина и др.//. Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах «ФАГРАН - 2002»: тез. докл. Всеросс. конф. Ноябрь 2002. - Воронеж, 2002. - С. 266.
7. Компьютерные программы в физико-химическом анализе / Л.Л. Котомин, О.В. Андреев, О.Ю. Митрошин и др. // Математические методы в технике и технологиях: тез. докл. XV Междунар. конф. - Тамбов, 2002. - С. 79.
8. Термодинамика фазовых превращений в системах SrS-Ln2S3 (Ln = Tb, Dy, Er, Tm) / Н.А. Хритохин, О.В. Андреев, О.Ю. Митрошин // Семинар СО РАН - Уро РАН «Термодинамика и неорганические материалы» Октябрь 2001 - Новосибирск, 2001. - С. 166.
9. Термодинамическая оценка теплот плавления сульфидов ЩЗМ и РЗМ / Н.А. Хритохин, О.В. Андреев, О.Ю. Митрошин и др. // тез. докл. I Всеросс. конф. «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» «ФАГРАН-2002». - Воронеж, 2002. - С. 369.
10. О.Ю. Митрошин. Фазовые равновесия в системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Er) / О.Ю. Митрошин, И.А. Разумкова // Химия твердого тела и функциональные материалы - 2004: тез. докл. Всеросс. конф. IV семинар СО РАН - УрО РАН «Термодинамика и материаловедение» - Екатеринбург, 2004. - С. 269.
11. О.Ю. Митрошин. Закономерности фазовых равновесий в системах Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Tm) / О.Ю. Митрошин, И.А. Разумкова, О.В. Андреев // тез. докл. VI Междунар. науч. конф. «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии» г. Кисловодск 17-22.09.2006. - Кисловодск, 2006. - с. 186 - 187.
12. О.Ю. Митрошин. Фазовые диаграммы систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln= Dy, Er, Tm) / О.Ю. Митрошин, И.А. Разумкова // тез. докл. VI Междунар. науч. конф. «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». г. Кисловодск 17-22.09.2006. - Кисловодск, 2006. - С. 194 - 196.
13. О.Ю. Митрошин. Компьютерная модель трансформации фазовых диаграмм систем Sc2S3 - Ln2S3 / О.Ю. Митрошин, И.А. Разумкова // тез. докл. VI семинара СО РАН - УрО РАН «Термодинамика и материаловедение». г. Екатеринбург 17-19.10.2006. - Екатеринбург, 2006. - С. 108.
14. О.Ю. Митрошин. Закономерности взаимодействия в системах SrS - Ln2S3 (Ln = Tb - Lu, Y, Sc) / О.Ю. Митрошин, Н.А. Хритохин, И.А. Разумкова // тез. докл. VI семинара СО РАН - УрО РАН «Термодинамика и материаловедение». г. Екатеринбург 17-19.10.2006. - Екатеринбург, 2006. - С. 109.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение термодинамических характеристик процессов плавления, испарения и сублимации исследуемого вещества (CsY (pta) 4). Дифференциальная сканирующая калориметрия. Особенности тензиметрического метода исследования зависимости давления от температуры.
реферат [194,9 K], добавлен 13.04.2012Порядок вычисления термодинамических функций. Описание физических, химических свойств вещества H2 и его применение. Вычисление термодинамических функций H0(T) - H0(0), S0(T), Ф0(T), G0(T) - G0(0) для заданного вещества Н2 в интервале температур 100-500К.
курсовая работа [111,6 K], добавлен 09.09.2008Кинетические методы анализа. Методы измерения скорости реакции. Термодинамический вывод диаграммы состояния. Термодинамический вывод диаграммы состояния системы с простой эвтектикой.
курсовая работа [53,2 K], добавлен 04.01.2004Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем, трехкомпонентные системы. Положительная кривизна прямых мицелл. Критические параметры упаковки молекул ПАВ и предпочтительные с геометрической точки зрения структуры агрегатов. Особенности ламелярной фазы.
контрольная работа [2,4 M], добавлен 04.09.2009Расчет химического процесса синтеза циклогексанона: расходные коэффициенты, материальный и тепловой баланс. Термодинамический анализ основной реакции и константа равновесного состава реагирующих веществ. Расчет теплот сгорания и образования веществ.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 27.01.2011Термодинамика и кинетика сложных химических реакций. Фазовые превращения в двухкомпонентной системе "BaO-TiO2". Классификация химических реакций. Диаграммы состояния двухкомпонентных равновесных систем. Методы Вант Гоффа и подбора кинетического уравнения.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.05.2014Зависимость изменения термодинамических величин от температуры. Метод Сато, Чермена Ван Кревелена, Андрена-Байра-Ватсона. Реакция радикальной сополимеризации. Определение температуры полураспада полиизопрена. Термодинамический анализ основной реакции.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 28.05.2012Уравнение химической реакции с использованием электронно-ионного метода. Определение потенциалов окислителя и восстановителя, направления протекания процесса, термодинамических характеристик H,S,G. Электронная формула элементов по 2 и 4 квантовым числам.
курсовая работа [22,5 K], добавлен 25.11.2009Методы получения сульфидов. Физико-химические свойства сульфидов металлов. Растворимость сульфидов. Основные химические свойства сульфидов. Тиосоли. Полисульфиды. Промышленное применение сульфидов.
реферат [21,6 K], добавлен 27.02.2003Описание меди и сплавов на её основе (бронзы). Диаграммы состояния Be–Cu, Be–Ni, Cu–Ni. Особенности термодинамического моделирования свойств твёрдых металлических растворов. Расчёт термодинамических активностей компонентов бериллиевой бронзы БрБ2.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.03.2011Анализ взглядов на фазовые состояния полимеров и улучшения их эксплуатационных характеристик. Особенности упорядоченности полимеров, механизм, кинетика и термодинамика их кристаллизации, соотношение плотности упаковки макромолекул и свободного объема.
курсовая работа [781,5 K], добавлен 28.07.2021Расчет изобарно-изотермического потенциала. Расчет основных термодинамических функций. Оценка вероятности протекания химических реакций в заданных условиях и определение их направления, предпочтительности протекания одной реакции перед другой.
курсовая работа [162,0 K], добавлен 18.04.2014Микроэмульсии как гомогенные на макроскопическом уровне смеси масла, воды и ПАВ, их химические свойства и структура, отличие от эмульсии. Фазовое поведение и фазовые диаграммы систем масло-вода-ПАВ. Правила подбора ПАВ для получения микроэмульсии.
контрольная работа [679,8 K], добавлен 04.09.2009Общая характеристика реакции полимеризации тетрафторэтилена. Расчет теплоемкости и других термодинамических параметров реагентов и продукта реакции. Схема построения самой длинной углеродной цепи и замещения групп. Изобарно-изотермический потенциал.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 13.12.2010Взаимосвязь термодинамических (макроскопических) параметров системы, их применение для оценки свойств чистых веществ и их смесей. Характеристика и вид уравнений состояния жидкостей и твердых тел, их теоретическая и практическая ценность, суть равновесия.
курсовая работа [455,1 K], добавлен 13.04.2012Кинетический анализ схемы перекисного окисления нефтяных сульфидов. Влияние способа приготовления катализатора на кинетику перекисного окисления нефтяных сульфидов. Автокатализ в реакции окисления нефтяных сульфидов в присутствии оксида молибдена.
курсовая работа [647,6 K], добавлен 13.01.2015Природа ионной проводимости, транспортные свойства в вольфраматах. Структура и химическая связь в вольфраматах, фазовые диаграммы систем. Определение чисел переноса по методу Тубандта. Измерение электропроводности и удельной поверхности вольфраматов.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 11.01.2012Применение полуэмпирических методов для оценки основных термодинамических параметров химических реакций. Параметры метода INDO. Сущность популярных современных методов MNDO, AM1, PM3, MNDO-d. Расчет молекулярных характеристик, геометрии молекулы.
курсовая работа [174,0 K], добавлен 01.03.2015Свойства простых и сложных систем ионогенных ПАВ, их определение электростатическими взаимодействиями. Оксиэтилированные полимеры и НПАВ. Схематическое изображение мицеллы. Исследование влияния температуры на поведение НПАВ с помощью фазовых диаграмм.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 04.09.2009Диаграммы объем-состав пара; состав жидкости и энтропия-состав пара, свойства жидкости. Частные фазовые эффекты и вывод уравнения Ван-дер-Ваальса. Фазовые эффекты и уравнение Ван-дер-Ваальса для бинарных азеотропных смесей. Общие фазовые эффекты.
дипломная работа [140,5 K], добавлен 15.11.2008