Физико-химическое взаимодействие в пятикомпонентной взаимной системе Li,K F,Cl,Br,VO3

• Автор: Дорошева, Екатерина Вячеславовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Е АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Обзор областей использования солевых композиций и выбор объекта исследования

1.2. Теоретические методы исследования многокомпонентных систем..

1.3. Расчетные методы изучения систем

1.4. Экспериментальные методы исследования многокомпонентных систем

1.5. Обзор изученных систем, входящих в пятикомпонентную взаимную систему Ы, К || Б, С1, Вг, У
2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Разбиение политопов составов систем на единичные составляющие и описание в них химического взаимодействия
2.1.1. Фазовый комплекс и химическое взаимодействие в трехкомпонентных взаимных системах
2.1.2. Фазовый комплекс и химическое взаимодействие в четырехкомпонентных взаимных системах
2.1.3. Фазовый комплекс и химическое взаимодействие в пятикомпонентной взаимной системе Ы, К|| Б, С1, Вг, У
2.2. Аналитическое описание свойств низкоплавких составов систем огранения пятикомпонентной взаимной системы У, К|| Б, С1, Вг, У
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ
3.1. Инструментальное обеспечение исследований
3.1.1. Дифференциальный термический анализ (ДТА)
3.1.2. Рентгенофазовый анализ (РФА)
3.1.3. Определение энтальпий фазовых превращений

3.2. Исходные вещества
3.3. Двухкомпонентные системы
3.4. Трехкомпонентные системы
3.5. Трехкомпонентные взаимные системы
3.6. Четырехкомпонентные системы
3.7. Четырехкомпонентные взаимные системы
3.7.1. Четырехкомпонентная взаимная система 1л, К|| Б, Вт, У03
3.7.2. Четырехкомпонентная взаимная система ІЛ, К|| С1, Вг, У03..
3.8. Пятикомпонентная взаимная система 1л, К|| Б, С1, Вг, У
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Непрерывно возрастающая потребность в электроэнергии и возникшая в последнее время озабоченность в связи с проблемой охраны окружающей среды заставляет обращаться к поиску новых альтернативных источников энергии. Современное производство требует использования энергоемких источников с длительным сроком службы. Одним из таких источников являются различные по составу солевые композиции. Расплавленные соли находят широкое применение, как в индивидуальном виде, так и в смесях в качестве электролитов для химических источников тока (ХИТ), рабочих тел тепловых аккумуляторов [1, 2]. Области применения - бытовая электроника, аккумуляторы для сотовых телефонов, ноутбуков и других портативных устройств, медицинские приборы, электромобили, гибридные автомобили, индустриальные транспортные средства, лифты, подъемные краны, лодки, субмарины и т.д. [3, 4].
Смеси галогенидов на основе щелочных металлов обладают такими ценными свойствами как высокая электрическая проводимость, возможность работать в широком температурном диапазоне, термическая устойчивость, нетоксичность, благодаря которым вызывают интерес к использованию [5-7]. Поиск оптимальных солевых композиций невозможен без изучения фазовых диаграмм, на которых отражается зависимость между составом и температурой плавления смеси. Их изучение позволяет выявить процессы, протекающие при плавлении и кристаллизации расплавов, а также определить состав компонентов смесей и их температуры плавления важных в прикладном отношении составов [8].
Практически все известные в настоящее время многокомпонентные солевые составы в различных областях применения расплавов созданы на основе изучения диаграмм состояния (диаграмм плавкости, фазовых диаграмм). В современной науке и практике диаграммы состояния занимают особое место. Представляя собой геометрическое изображение равновесных фазовых состояний системы при различных значениях параметров, определяющих это состояние, они аккумулируют обширную термодинамическую информацию, извлечение которой

Треугольник (3).
2КР+1лВг+1лУ03^а,ЫР + а2КВг + а3К3Р?У03 В правой части уравнения возникает избыток ионов К+. Из этого можно сделать вывод, что данная реакция в треугольнике (3) не реализуется.
Треугольник (2).
2КР+1лВгЯлУ03^а,1лР + а2КВг + я3КУ
Используя приведенную ранее схему, получаем:
1л+= 1+1=2= а,
К+ = 2= а2+а3 Г=2= а,
Вг =1= а2 У03'= 1 =а
а/=+2, а2=+1, а3=+1. Все коэффициенты больше 0, следовательно, продукты реакции исходного состава принадлежат стабильному треугольнику’ (2).
Прогноз кристаллизующихся фаз по уравнению: ЫБ, КВт, КУ03. Брутто-реакция имеет вид:
2КР+1ЛВг+1лУ03т±2ир + КВт + КУ
(ДГН°298=-1 17.3 кДж; дг(7°,я=-102.8 кДж) Имея брутто-реакцию, можно определить набор химических реакций, на которые разлагается брутто-реакция:
ПВг + КР=±КВг+ Ш (АгН°298=-90.91 кДж, ДгО<,298=-88.24 кДж);
ЫУ03 + КР ^КУОз + ПР (АгН°298=-26.02 кДж; Д,С,°ад=-187.3 кДж).
Возьмем исходный состав из четырех солей (ЫР+1лВг+1лУ03+4КР) и проведем анализ, в каком стабильном элементе может оказаться данный состав. Тетраэдр (1). Для него можно записать следующую реакцию:
ЫР^ЫВг+ЫУ03+4КР^«1ЫР+а2ЫВг+а3ЫУ03+а4КВг