Высокотемпературная химия оксидных и сульфидных соединений молибдена и вольфрама

• Автор: Шурдумов, Газали Касботович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Нальчик
• Количество страниц: 165 с.; 20х15 см

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Современный научно-технический прогресс во многом является результатом достижений двух ведущих отраслей естествознания - физики и химии, которые положили начало синтезу, комплексному исследованию и, в результате, выявлению полезных физических и физико-химических свойств, а также организации технологии производства большого числа материалов для различных отраслей промышленности. Определяющую роль в решении указанных проблем играют высокотемпературные процессы и основанная на них высокотемпературная технология, большинство исследований в которой до 40-х годов нынешнего столетия проводились в области металлургии, стекольной промышленности, производства керамики и огнеупоров.
Использование атомной энергии, начиная с пятидесятых годов XX столетия и поиск специальных материалов, используемых при создании различных устройств от полупроводниковых приборов до космических ракет и возрастающая потребность в новых способах преобразования энергии, расширили сферу приложения высокотемпературной технологии и подняли ее до современного уровня.
В связи с этим важно подчеркнуть, что в наше время реальное воплощение в практику высокотемпературной технологии неотделимо от высокотемпературных электролитов, среди которых особое место, из-за только им присущих свойств, занимают ионные расплавы - высокотемпературные жидкости, включающие в себя ионы, ионно-ассоциированные частицы и некоторый “свободный объем”, которые характеризуются высокой плотностью заряженных частиц и их исключительной подвижностью. Вследствие полной смешиваемости компонентов, их состав можно варьировать в широких пределах и, следовательно, расширить температурный интервал существования в жидком состоянии и, кроме того, получить смеси с заранее заданными свойствами (давление паров, поверхностное натяжение, электропроводность, вязкость, плотность и др.), что очень важно при проектировании высокотемпературных,установок,
При этом из многочисленных возможных, типов ...систем, образованных диссоциирующими при плавлении в большей .или меньшей степени на ионы соединениями, значительный интерес для теории и практики представляют одно- и многокомпонентные солевые, и оксидно-солевые системы и их расплавы . Но как показывает анализ современного состояния достижений химии расплавов солевых и оксидно-солевых композиций, ее развитие шло главным образом в направлении исследований.систем на основе галогенидов, нитратов, нитритов, сульфатов, карбонатов, фосфатов различных металлов. Что же касается систем на основе соединений молибдена и вольфрама, то здесь имеется определенный задел по их терми-

2.2 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МОЛИБДЕНА И ВОЛЬФРАМА В НЕРАВНОВЕСНЫХ ОКСИДНО-СОЛЕВЫХ И СОЛЕВЫХ СИСТЕМАХ
Нами изучена серия оксидно-хлоридно-молибдатных (вольфрам ат-ных) систем типа Ме2Мо0404)-Мо03(У03)-МеС1(Ме==и, На, К, КЬ, Сз), особенностью которых является то, что ввиду заметной химической активности оксидов молибдена (вольфрама)(У1) при высоких температурах по отношению к хлоридам щелочных металлов, выражающейся в образовании термически нестабильных их оксихлоридов, небольшая доля хлора уходит из системы и они переходят из тройных в псевдотройные неравновесные системы.
Поверхности ликвидусов этих систем включают поля кристаллизации:
1. Молибдатов (вольфраматов) щелочных металлов.
2. Соединений, образующихся на сторонах треугольника составов Ме2Мо04(У04)-МеС1 и Ме2МоО4(ШО4)-М0Оз(Ш’Оз)
3. Хлоридов щелочных металлов.
4. Оксидов молибдена (вольфрама)(У1).
5. Смешанных конденсированных фаз, которые в условиях
эксперимента находятся в равновесии с летучими продукта ми реакции оксидов молибдена (вольфрама) (VI) с хлорида ми щелочных металлов.
Состав и характеристика нонвариантных точек для вольфраматных систем приводятся в табл. 4.
В связи с указанной особенностью рассматриваемых систем представляло интерес изучение глубины протекания в системах МеС1-Мо03(У/Оз) соответствующих химических реакций. Это имеет значение, например, для решения ряда практических задач, таких как синтез оксидных молибденовых (вольфрамовых) бронз щелочных металлов и др.
В плане решения данной задачи методом термогравиметрии изотермически и политермически изучена кинетика взаимодействия оксидов молибдена (вольфрама) (VI) с хлоридами щелочных металлов с последующим химическим анализом продуктов возгонки. Построены графики функции Дт=<р(т), Дш=ф(т, 'I), Дш/Ат=ф(т), которые для системы молибдат натрия-оксид молибдена (VI) -хлорид натрия представлены на рис.8. Как видно, процессы эти имеют топохи-мический характер и отличаются сложностью и многостадийностью.
В результате этих исследований установлено, что в среднем степень превращения оксида молибдена в его оксихлоридных системах составляет около 3, 5%. а границы области устойчивого состояния систем проходят по прямой, параллельной стороне МеС1-Мо03 треугольника составов и ограниченной смесями с содержанием ~17 мол.% Ка2Мо04 к вершине молибдата щелочного металла.