Получение и исследование свойств хромитов редкоземельных элементов

• Автор: Совестнова, Ольга Арнольдовна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 165 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Аналитический обзор

1.1. Хромиты редкоземельных элементов

1.2. Химические свойства хромитов РЗЭ

1.3. Синтез хромитов РЗЭ

1.4. Кристаллическая структура хромитов РЗЭ

1.5. Электрофизические свойства хромитов РЗЭ

1.6. Характеристика и материалов на его основе

1.7. О взаимодействии между компонентами систем

ЬпзСг3 АЬОзфОг, , СаО, 1г

ВЫВОДЫ
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методы исследования
2.2. Характеристики исходных материалов
3. Последовательность и скорость фазовых преобразований
в композициях на основе Сгз и ЕгьОз
3.1. Кинетика синтеза хромитов РЗЭ
3.2. Кинетика синтеза ЬпСгОзЬп 6, Бт, У, УЬ в
композициях ЬпгОз Сг3 А0з
3.3. Кинетика синтеза ЬпСЮ3Ьп 1, 8т, У, УЬ в
композициях Ьп3 Сг3 8Ю2
3.4. Кинетика синтеза ЬпСЮ3 Ьп 1Чс1, 8ш, У, УЬ в
композициях Ьпз Сгз
3.5. Кинетика синтеза ЬпСгОз Ьп 6, Бт, У, УЬ в
композициях Ьп3 Сг3 СаО
3.6. Кинетика синтеза ЬпСЮ3 Ьп 1, 8ш, У, УЬ в
композициях 3 3 ЗА2 i шамот
ВЫВОДЫ
4. Технические свойства композиций , ,,
3,i, , , 3,2i, шамот
5. Электрическое сопротивление в присутствии различных огнеупорных материалов
6. О фазовых преобразованиях в системах Сг3 3 , ,
, и свойствах материалов на основе и
6.1. Фазовые преобразования в композициях ,
6.2. Исследование технических свойств хромитов РЗЭ в
присутствии , стабилизированного методом спекания
6.3. Исследование технических свойств хромитов РЗЭ в присутствии
, стабилизированного методом индукционной плавки
7. Об изменении устойчивости и свойств хромитов РЗЭ под воздействием шлаков
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Авторы работы [4], исследуя испаряемость Lal. CaxCr при х = 0 + 0, и температуре °С, показали, что скорость испарения хромита лантана непрерывно возрастает с увеличением в нем кальция. При этом основной вклад в испаряемость Lai. CaxCrU3 вносит летучесть СаСгОз, скорость испарения которого значительно выше, чем скорость испарения ЬаСЮ3 в идентичных условиях. Авторы работы [8] исследовали влияние различных факторов на процесс испаряемости хромита лантана, легированного стронцием. В отличии от Lai_xCaxCr скорость испарения хромитов Laj. Они считают, что это результат такого же испарения SrO в этих условиях, как и Сг3, что подтверждено рентгенофазовым анализом поверхности образцов. Температурная зависимость скорости испарения La|. SrxCr заметно Fie зависит от содержания стронция (рис. Но присутствие в образцах избытка Сг3 резко увеличивает начальную скорость испарения (кривая 1 на рис. Это свидегельствует о том, что оксид хрома (III) является основным летучим компонентом в хромитах. Необходимо отметить, что скорость испарения Сг3 на два порядка больше, чем чистого LaCr. ЬаСЮз; 2 -ЬаСЮз; 3 — Ьаонд^го. Рго^го^СЮз; 7 - Сг3. Рис. Из представленных на рис. Увеличение испаряемости хромита празеодима по сравнению с хромитом лантана, по-видимому, связано с понижением стабильности ортохромитов РЗЭ в ряду Ьа —> Ьи [], а также с тем фактом, что давление пара Рг3 [] сравнимо с Р$ю, и в системе Рг3 -СьОз - 8Ю будет наблюдаться испарение всех грех оксидов. Оксид хрома Сгз - основной летучий компонент в хромитах РЗЭ и естественно ожидать, что замена его должна уменьшить скорость испарения этих материалов. Так, на примере хромита лантана, легированного кальцием, установлено, что при замене хрома на алюминий, испаряемость хромита падает и достигает минимальной величины для состава Ьа^СаодСгодзА^дзО:* при Ро= атм. По результатам работы [4-8], суммированным в таблице 1. Таблица 1. Ьа! La0. Sr0. Ьао. Lao. Cao2Cro. Alo. La0. Sr0. С, что связано, по-видимому, со снижением температуры плавления этих материалов, примерно, до °С. Из представленных данных можно сделать вывод, что наиболее перспективным с точки зрения снижения летучести хромитов является замена сильно испаряющегося ЭЮ на 1^0 или СаО. Так, замена БЮ на 1%0 приводит к уменьшению скорости испарения хромита лантана в 2 раза, а замена 8Ю на СаО - в 7 раз. Наиболее стабильным является хромит лантана состава Lao. Cao. Croj5Alo. O3> что было показано и авторами работы [9]. РЗЭ являются химически весьма устойчивыми соединениями. В отличие от оксидов РЗЭ они практически не взаимодействуют с водой. Они не растворяются ни в холодной воде, пи в кипящей даже при длительном кипячении в течение 0 часов. Хромиты РЗЭ обладают большой химической стойкостью к кислотам. Полное разложение их происходит в присутствии только сильных окислителей таких, как концентрированная хлорная кислота, смесь соляной и хлорной кислоты (в соотношении 1:1), концентрированных серной и хлорной, а также смеси конценгрированной серной и фосфорной кислот (в соотношении 2:1) с добавками перманганата или бихромата калия [6]. ИК - спектры поглощения хромитов РЗЭ (табл. В этой же области имеется сильная дублетная полоса поглощения у чистого оксида хрома [, ]. Данные ИК-спектров поглощения свидетельсгвуют о том, что одна из полос поглощения, принадлежащая колебаниям связи Сг -О, присутствует без изменений у всех хромитов РЗЭ от РаСЮз до УЬСЮ3. Вторая полоса, оставаясь без изменений у первых членов ряда РЗЭ цериевой подгруппы, расщепляется у остальных хромитов. Известно, что расщепление связано с изменением симметрии кристалла с появлением ромбических искажений в решетках перовскитов. Отмечено, что эти искажения увеличиваются с увеличением порядкового номера лантаноида (рис. Наиболее идеальную перовскитовую решетку имеют хромиты первых членов ряда РЗЭ. Считая, что устойчивость перовскитовых структур хромитов РЗЭ определяется долей ионной связи, степенью ионности решетки и структурным порядком атомов, можно предположить наиболее устойчивую структуру у Ьа-СЮ3. Таблица 1. Рис.