Селективные транспортные химические реакции как метод регулирования состава нестехиометрических фаз в системе индий-сера

• Автор: Аноров, Петр Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Транспортные химические реакции и их использование для регулирования состава твердых фаз без их рекристаллизации. Метод селективных химических транспортных реакций СХТР

1.2. Фазовая диаграмма системы 1п8 по данным литературы

Глава 2. МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ

2.1. Установка для дифференциального термического анализа и ее калибровка.

2.2. Основы массспектрометрического метода и методика эксперимента по сканированию РГпроекции системы 1п8
Глава 3. ФАЗОВАЯ ДДАГРАММА СИСТЕМЫ ИНДИЙСЕРА ПО ДАННЫМ ДТА, МАСССПЕКТРОМЕТРИИ И РЕНТГЕНОВСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Синтез образцов и их рентгеновская идентификация

3.2. Пхфазовая диаграмма системы 1п8 по данным дифференциальнотермического анализа

3.3. РГпроекция диаграмма системы 1п8 но данным массспектрометрии
Глава 4. СПОСОБЫ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА СХТР ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТАВА НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ СУЛЬФИДОВ ИНДИЯ
4.1. Способ разбавления транспортируемого компонента управляющей шихты инертным разбавителем
4.2. Способ связывания активного компонента шихты в индивидуальные химические соединения. Эксперименты и результаты
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Для растущего кристалла интересны следующие аспекты 1 морфологии и совершенства кристаллов, 2 скорости транспорта осаждающихся фаз, и 3 равновесного состава конденсированной и газовой фазы. В литературе описано применение транспортных реакций в самых различных областях реакции диспропорционирования, очистка от примесей, легирование, ускорение протекания твердофазных реакций, гидротермальный синтез, что позволяет заключить о широком распространении этого явления в химии. При проведении соответствующих транспортных реакций оказалось, что состав твердой фазы зависит от состава газовой фазы. В роли транспортного агента наиболее часто использовались водород в форме Н2, Н и Н и углерод в форме СО и С. Весьма подробные исследования сложно устроенных бинарных систем бэлемент кислород 0,Мо0, ТЮ были проведены известными специалистами по ХТР Шефером и Грюеном. Так, в работе система ниобий кислород изучалась при помощи водорода в изобарноизотермических условиях. Цель работы состояла в определении фазовой диаграммы системы на интервале составов МЬЫЪ. Несмотря на то, что эксперименты проводились только при атмосферном давлении и при одной температуре ГС, эта работа, на наш взгляд, является до сих пор одним из самых подробных исследований с применением химического транспорта. По этой причине остановимся на ней подробнее. Н2 п ЮХ Н п 1ЧЬОх. Содержание водяных паров в газовой смеси регулировалось температурой воды, через которую до насыщения пропускался специально очищенный электролизный водород. Полученная газовая смесь непрерывно пропускалась над оксидами в течение часов. Строго говоря, такая система является открытой. Ю2. Таким образом, равновесное состояние достигалось с двух сторон и расхождение или совпадение составов твердых тел служило дополнительным критерием равновесия. Здесь авторы не проясняют существенную, на наш взгляд, тонкость. В условиях, когда с паром равновесна единственная твердая фаза, то, при заданной величине Кр, ее состав в пределах области гомогенности, действительно, должен быть одним и тем же независимо от исходного состояния. В случае, когда соотношение рн2оРн2 соответствует равновесию пара и двух твердых фаз б и э, и если между исходными составами находится гетерогенная область бб, то конечные составы принципиально не могут совпасть и достигают границ областей гомогенности этих соседних фаз. Аргументация Пусть в равновесии с паром находится фаза Ее состав отвечает границе области гомогенности со стороны э. Добавление в равновесие фазы ь не изменит состояние первой фазы и не повлияет на равновесие р р у рУ, т. Фазовый состав закаленных порошков анализировался по Гиньедифрактограммам. Реакцией взаимодействия оксида с избытком щелочи с добавкой бромид иона. Образовывались высший ниобат 5 и водород. По приросту массы в термогравиметрическом анализе высокотемпературного окисления оксидов на воздухе до состава МЬ5. На некоторых образцах спрессованный порошок проводили измерения электропроводности а для выявления в дальнейшем механизма дефектообразования. Выявлено, что при температуре С в системе МЬМЬ. Для областей гомогенности этих фаз, а также для системы вцелом построены изотермы Крхо рис. Х0 здесь мольное отношение кислорода к ниобию. Обозначение фазы и ее цвет А, черный В тем. С тем. И тем. И тем. Состав или Область составов 1, КЬО2. Для получения величин парциального давления кислорода и расчета энергии Гиббса для реакции взаимодействия оксидов ниобия с кислородом авторы представляют равновесие 1. Ох о Н2 п Ох и Н2О 1. ДГС КГЫрРн О 1 4 н2 0,5 8 Нщ 1. ЮХ 0 п МЮ 0,5О 1Л . Д3г окисл Ав Д,СоН2 1. В свою очередь, расчетные значения ро2 использовались для получения зависимости 4 ро21 п. При выполнении вычислений обнаружено, что при превращении фазы в соседнюю фазу с близким составом высвобождаются только крайне малые величины энергии порядка нескольких капмоль. До этого было обнаружено, что переход в состояние равновесия в этом случае крайне заторможен. Рис. Изотермы Кр Ух0 для областей гомогенности некоторых промежуточных фаз системы МЬ. Рис. Изотермы Кр Лхо в системе МЮ2МЮ2.