Термический анализ и моделирование фазовых равновесий в системе NaCl–NaBr–Na2WO4

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С использованием экспериментальных и теоретических методов впервые исследован фазовый комплекс трехкомпонентной системы из хлоридов, бромидов и вольфраматов натрия. Установлено, что поверхность ликвидуса системы состоит из полей кристаллизации NaBr, Na2WO4, соединения Na3ClWO4 и твердых растворов NaClxBr1–x. Дифференциальным термическим методом физико-химического анализа (ДТА), выявлены составы и температуры плавления эвтектик в квазибинарной и трехкомпонентной системах NaBr–Na3ClWO4 и NaCl–NaBr–Na2WO4 соответственно. Для установления характера физико-химического взаимодействия в системе во вторичном треугольнике NaCl–NaBr–Na3ClWO4 методом ДТА исследованы три состава. на кривых ДТА этих составов не зафиксированы термоэффекты третичной кристаллизации, что является доказательством отсутствия нонвариантного состава в симплексе NaCl–NaBr–Na3ClWO4. Для определения состава и температуры плавления нонвариантного состава, расположенного в симплексе NaBr–Na2WO4–Na3ClWO4, исследован политермический разрез, находящийся в поле кристаллизации бромида натрия, и нонвариантный разрез, выходящий из полюса кристаллизации бромида натрия, проходящий через точку совместной кристаллизации хлорида натрия и соединения, с постоянным уменьшением содержания бромида натрия в исследуемых составах до наступления нонвариантного процесса кристаллизации. В мольных процентах определен состав трехкомпонентной эвтектики ЕΔ, кристаллизующейся при 560оС, при следующем содержании компонентов: 7.5% NaCl; 38.5% NaBr; 54% Na2WO4. На основе данных о температурах плавления исходных солей, составах и температурах кристаллизаций двух- и трехкомпонентной систем с использованием теоретических методов сформирована 3D-модель фазового комплекса «состав – температура» в диапазоне температур 500–700оС. На базе модели построены изотермы поверхности ликвидуса и Т-х диаграмма политермического разреза, для которого проводились экспериментальные исследования. Также, в качестве примера использования 3D-модели, произведен расчет состава равновесных фаз, выделяющихся при охлаждении произвольно выбранной фигуративной точки в диапазоне температур от 700 до 500оС.

Об авторах

Н. Н. Вердиев

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: verdiev55@mail.ru
Россия, пр. И. Шамиля, 39а, Махачкала

А. В. Бурчаков

Самарский государственный технический университет

Email: verdiev55@mail.ru
Россия, ул. Молодогвардейская, 224, Самара

З. Н. Вердиева

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур Российской академии наук

Email: verdiev55@mail.ru
Россия, пр. И. Шамиля, 39а, Махачкала

А. Б. Алхасов

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур Российской академии наук

Email: verdiev55@mail.ru
Россия, пр. И. Шамиля, 39а, Махачкала

М. М. Магомедов

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур Российской академии наук

Email: verdiev55@mail.ru
Россия, пр. И. Шамиля, 39а, Махачкала

И. М. Кондратюк

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур Российской академии наук

Email: verdiev55@mail.ru
Россия, пр. И. Шамиля, 39а, Махачкала

Л. С. Мурадова

Институт проблем геотермии и возобновляемой энергетики – филиал Объединенного института высоких температур Российской академии наук

Email: verdiev55@mail.ru
Россия, пр. И. Шамиля, 39а, Махачкала

Список литературы

  1. База данных. Термические константы веществ. Ин-т теплофизики экстремальных состояний РАН Объединенного ин-та высоких температур РАН. Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова. [Электронный ресурс] http://www.chem.msu.ru/cgi-bin/tkv.pl. show=welcome. html
  2. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Константы неорганических веществ: Справочник. М.: Дрофа, 2008.
  3. Харченко А.В., Егорова Е.М., Гаркушин И.К. // Журн. неорган. химии. 2022. 67. № 2. С. 224–229. https://doi.org/10.31857/S0044457X22020064
  4. Вердиева З.Н., Гаркушин И.К., Вердиев Н.Н., Зейналов М.Ш., Мусаева П.А. Энергоемкие теплоносители из галогенидов щелочных и щелочноземельных металлов // Сб.: Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы. Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Мат. VI Межд. конф. «Возобновляемая энергетика: проблемы и перспективы» и XII Школы молодых ученых «Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов» им. Э.Э. Шпильрайна. Махачкала, 2020. С. 331–339.
  5. Трифонов К.И., Заботин И.Ф., Катышев С.Ф., Никифоров А.Ф. Электропровод- ность расплавов смесей трихлорида гадолиния с хлоридами натрия и калия // Расплавы. 2017. № 6. С. 512–515.
  6. Вердиев Н.Н., Гаркушин И.К., Бурчаков А.В., Вердиева З.Н., Кондратюк И.М., Егорова Е.М. // ТВТ. 2021. 59. № 1. С. 82–85. https://doi.org/10.31857/S0040364421010166
  7. Мелихов В.И., Мелихов О.И., Якуш С.Е. // ТВТ. 2022. 60. № 2. С. 280–318. https://doi.org/10.31857/S0040364422020284
  8. Васина Н.А., Грызлова Е.С., Шапошникова С.Г. Теплофизические свойства многокомпонентных солевых систем. М.: Химия, 1984.
  9. Химические источники тока: Справочник / Под ред. Н.В. Коровина, А.М. Скундина. М.: МЭИ. 2003.
  10. Золотухина Е.В., Губанова Т.В., Гаркушин И.К. // Журн. неорган. химии. 2013. 58. № 7. С. 965–968. https://doi.org/10.7868/S0044457X13070271
  11. Фролов Е.И., Губанова Т.В., Гаркушин И.К., Афанасьева О.Ю. Трехкомпонентные системы LiF–LiBr–Li2MoO4 и LiF–LiBr–Li2SO4 // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. 2009. 52. № 12. С. 129–131.
  12. Гаркушин И.К., Демина М.А., Чудова А.А., Ненашева А.В. // Журн. неорган. химии. 2015. 60. № 1. С. 112–121. https://doi.org/10.7868/S0044457X15010146
  13. Демина М.А., Егорова Е.М., Гаркушин И.К., Бурчаков А.В., Игнатьева Е.О. // Журн. физ. химии. 2021. 95. № 6. С. 955–957. https://doi.org 10.31857/S004445372106008X
  14. Николаева Е.В., Бове А.Л., Закирьянова И.Д. // Расплавы. 2023. № 6. С. 552–563. https://doi.org/10.31857/S0235010623060051
  15. Черкесов З.А., Кушхов Х.Б., Кяров А.А. // Расплавы. 2023. № 5. С. 513–524. https://doi.org/10.31857/S023501062305002X
  16. Мохосоев М.В., Базарова Ж.Г. Сложные оксиды молибдена и вольфрама с элементами I–IV групп. М.: Наука, 1990.
  17. Николаев И.В., Москвитин В.И., Фомин Б.А. Металлургия легких металлов. М.: Металлургия, 1997.
  18. Федоров П.П., Семашко В.В., Кораблева С.Л. // Неорган. материалы. 2022. 58. № 3. С. 235–257. https://doi.org/10.31857/S0002337X22030046
  19. Ghosh S., Ganesan R., Sridharan R., Gnanasekaran T. Study of phase equilibria in LiCl KCl-PrCl3 pseudo-ternary system // Thermochimica Acta. 2017. 653. P.16–26.
  20. Евдокимов А.А., Ефремов В.А., Трунов В.К. и др. Соединения редкоземельных элементов. Молибдаты, вольфраматы. М.: Наука, 1991.
  21. Воскресенская Н.К., Евсеева Н.Н., Беруль С.И., Верещетина И.П. Справочник по плавкости систем из безводных неорганических солей // М.: АН СССР. 1961. 1. 845 с.
  22. Трунин А.С., Гаркушин И.К., Васильченко Л.М. Система Na, Ca||Cl, WO4. // Журн. неорган. химии. 1977. 22. № 2. С. 495 – 498.
  23. Сухаренко М.А., Гаркушин И.К., Осипов В.Т., Радченко А.В. Фазовые равновесия в трехкомпонентной взаимной системе Na+, Ba+ || Br-, WO42- // Журн. неорган. химии. 2021. 66. № 10. С. 1450–1456.
  24. Егунов В.П. Введение в термический анализ. Самара, 1996.
  25. NETZSCH Proteus Thermal Analysis v.4.8.1. NETZSCH – Gerätebau – Bayern, Germany. 2005.
  26. Космынин А.С., Трунин А.С. Проекционно-термографический метод исследования гетерогенных равновесий в конденсированных многокомпонентных системах. Самара: Самарский гос. техн. ун-т, 2006.
  27. Ганин Н.Б. Трехмерное проектирование в КОМПАС-3D. Сер. Проектирование. М.: ДМК Пресс, 2012.
  28. Бурчаков А.В., Дворянова Е.М., Кондратюк И.М. Геометрическое моделирование фазового комплекса в трехкомпонентных системах на примере системы NaF–KF–CsF / III Межд. науч. интернет-конф. В 2-х тт. 2015. 1. С. 56–62.
  29. Ганин Н.Б. Проектирование и прочностной расчет в системе KOMIIAC-3D V13. М.: ДМК Пресс, 2011.
  30. ООО «АСКОН – Системы проектирования» [Электронный ресурс]. URL: https://kompas.ru/ (Дата обращения 27.10.2023).
  31. Бурчаков А.В. Моделирование фазового комплекса многокомпонентных систем с участием хроматов и галогенидов щелочных металлов. Дис… на соиск. уч. ст. канд. хим. наук: 02.00.04. Самара: Сам. ГТУ. 2016.
  32. Бурчаков А. В., Гаркушин И. К., Милов С. Н. и др. Прогнозирование фазовых равновесий в системе NaCl–Na2MoO4–Na2WO4 на границе «жидкость-твердое тело» // Бутлеровские сообщения. 2019. 60. № 10. С. 124–139.
  33. Курнаков Н.С. Избранные труды: В 3 тт. М.: АН СССР. 1960–1961, 1963.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».