Спектральные исследования процесса релаксации кластерного состава серы

• Автор: Каменский, Василий Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание.
стр. №
Введение
Глава 1. Современные представления о кластерном составе паров и расплавов серы, его динамике и возможностях диагностики оптическими методами
1.1. Оптическая диагностика кластерного состава серы
1.2. Кластерный состав паров серы
1.3. Поглощение света жидкофазной серой
1.4. Процессы установления равновесного кластерного состава в жидкой сере
1.5. Взаимное влияние жидкой и газообразной серы на кластерный состав обеих фаз
1.6. Изомеризация серных кластеров
1.7. Обсуждение литературных данных о серных кластерах. 39 Глава 2. Спектральные исследования релаксации
кластерного и изомерного состава газофазной серы
2.1. Экспериментальная установка
2.2. Методика анализа спектральных данных
2.3. Изменения кластерного и изомерного состава газофазной серы при изменении давления и температуры
2.3.1. Эксперименты и их результаты

2.3.2. Обсуждение полученных результатов
2.4. Исследования воздействия электрического разряда на кластерный и изомерный состав паров серы
2.5. Обсуждение результатов экспериментов
2.6. Изменения в спектре поглощения паров серы, происходящие при конденсации жидкой пленки серы на оптическом окне кюветы. 73 Глава 3. Исследование условий образования серного аэрозоля под действием электрического разряда в парах серы
3.1 Экспериментальная установка и устройство кюветы
3.2. Методика и результаты эксперимента
3.3. Анализ спектров поглощения
3.4.Обсуждение результатов эксперимента
Глава 4. Спектральные исследования расплава серы
4.1 Экспериментальная установка
4.2. Методика проведения экспериментов и их результаты
4.3. Обсуждение результатов исследований
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 11 о
Список литературы

Введение.
Широкий спектр применения серы в самых различных производствах - от фоточувствительных полупроводников до пороха и резины - обусловлен тем фактом, что сера способна образовывать множество стабильных молекул, взаимные превращения которых идут при умеренных температурах и давлении, и сопровождаются образованием чрезвычайно реакционно-способных промежуточных частиц. Поэтому кинетические представления о многообразных химических процессах с участием серы неизбежно должны включать в себя представления о реакциях взаимного превращения различных молекул серы, о ее равновесных и неравновесных молекулярных составах как в газообразном, так и в жидком состояниях.
При этом особое место занимает вопрос о сходстве, различиях и взаимном влиянии составов газовой и жидкой фаз, так как от его решения во многом зависит возможность изменения молекулярного состава серы, а значит и возможность влияния на скорость и механизм многочисленных реакций с ее участием.
Плазмохимическое разложение сероводорода идет с образованием серы, и многие трудности выявления его кинетического механизма определяются многообразными процессами, обуславливающими динамику молекулярного состава паров серы и их конденсации. Вследствие образования серного аэрозоля плазма оказывается гетерогенной, и реакции на поверхности частиц и слоев серы составляют важную часть в общем механизме разложения, влияя как на его глубину

Для температуры 130°С значения короткого и длинного времен релаксации составляют 60 секунд и 40 минут соответственно. С ростом температуры время релаксации укорачивается, причем скорость релаксации медленного процесса возрастает гораздо быстрее (экспоненциально), чем быстрого (линейно). Уже при 150°С времена релаксации составляют 30 секунд и 2 минуты. Времена релаксации сравниваются при температуре полимеризации и составляют 15 секунд. Для температуры 190°С время релаксации уже меньше секунды. Таким образом, при температурах ниже ТЛ существуют два релаксационных процесса из фотоиндуцированного состояния, тогда как при температурах выше температуры полимеризации - только один.
Возможно следующее объяснение данному фотоиндуцированному явлению. При температурах ниже 7, существуют три состояния с энергетическим минимумом, которые соответствуют кольцу, цепочке и комплексу с переносом заряда; кольцевые молекулы - самые стабильные, комплекс - метастабильный, а полимерные цепочки -нестабильные. Однократный лазерный импульс производит комплексы, помогая сере преодолеть потенциальный барьер между двумя энергетическими минимумами, соответствующими кольцу и комплексу. Увеличение интенсивности импульса может привести к прямому переходу от стабильного состояния (кольца) к нестабильному (полимеру), так как образуются цепи в большой концентрации. За быстрым релаксационным процессом, переводящим полимер в комплекс с переносом заряда, следует медленный, результатом которого является