Моделирование фазового комплекса стабильного пентатопа LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF четырехкомпонентной взаимной системы Li+,K+,Rb+||F–,CrO

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Изучена квазичетырехкомпонентная система LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF, которая является стабильным пентатопом четырехкомпонентной взаимной системы Li+,K+,Rb+||F–,CrO. Осуществлено прогнозирование нон- и моновариантных равновесий в системе при помощи схемы моновариантных равновесий: в системе осуществляется эвтектическое равновесие L ⇄ LiF + KxRb1–xF + + α-K2xRb2–2xCrO4 + α-K3xRb3–3xFCrO4, которое подтверждено дифференциальным термическим анализом. Данная схема позволяет спрогнозировать нон- и моновариантные равновесия на основе анализа ограняющих систем. Выявлены состав и температура плавления смеси, отвечающей четырехкомпонентной эвтектике E□ 438. На основе полученных данных построена компьютерная 3D-модель фазового комплекса системы в виде концентрационного пентатопа. Компьютерная модель наглядно демонстрирует фазовые превращения в системе. Выявлено строение пространственной фазовой диаграммы. В системе кристаллизующимися фазами являются фторид лития, три фазы непрерывных рядов твердых растворов: на основе фторидов калия и рубидия – KxRb1–xF, на основе хроматов калия и рубидия в α-полиморфной модификации – α-K2xRb2–2xCrO4, на основе фторид-хроматов калия и рубидия в α-полиморфной модификации – α-K3xRb3–3xFCrO4.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Бурчаков

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: turnik27@yandex.ru
Россия, ул. Молодогвардейская, 244, Самара, 443100

Е. О. Бурчакова

Самарский государственный технический университет

Email: turnik27@yandex.ru
Россия, ул. Молодогвардейская, 244, Самара, 443100

Список литературы

  1. Babanly M.B., Chulkov E.V., Aliev Z.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. № 13. P. 1703. https://doi.org/10.1134/S0036023617130034
  2. Imamaliyeva S.Z., Babanly D.M., Tagiev D.B. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 13. P. 1704. https://doi.org/10.1134/S0036023618130041
  3. Dement’ev A.I., Rodyakina S.N., Kayumova D.B. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. № 10. P. 1379. https://doi.org/10.1134/S0036023617100060
  4. Ohayon D., Inal S. // Adv. Mater. 2020. V. 32. № 36. P. 2001439. https://doi.org/10.1002/adma.202001439
  5. Prabhu P., Lee J.M. // Chem. Soc. Rev. 2021. V. 50. № 12. P. 6700. https://doi.org/10.1039/D0CS01041C
  6. Wang K., Dowling A.W. // Current Opinion in Chemical Engineering. 2022. V. 36. P. 100728. https://doi.org/10.1016/j.coche.2021.100728
  7. Liu W.J., Jiang H., Yu H.Q. // Chem. Rev. 2015. V. 115. № 22. P. 12251. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00195
  8. Yuan K., Shi J., Aftab W. et al. // Adv. Funct. Mater. 2020. V. 30. № 8. P. 1904228. https://doi.org/10.1002/adfm.201904228
  9. Beom Y.Y., Atinafu D.G., Sungwoong Y. et al. // J. Hazard. Mater. 2022. V. 423. P. 127147. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.127147
  10. Коровин Н.В., Скундина А.М. Химические источники тока. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 740 с.
  11. Гаркушин И.К., Дворянова Е.М., Губанова Т.В., Сухаренко М.А. Функциональные материалы. Самара: СамГТУ, 2015. Ч. 1. 387 с.
  12. Yazhenskikha E., Jantzen T., Kobertza D. // Calphad. 2021. V. 72. P. 102234. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2020.102234
  13. Fedorov P.P., Popov A.A., Shubin Y.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 12. P. 2018. https://doi.org/10.1134/S0036023622601453
  14. Sukharenko M.A., Garkushin I.K., Osipov V.T. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 12. P. 2030. https://doi.org/10.1134/S0036023622601143
  15. Elokhov A.M., Kudryashova O.S. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 11. P. 1818. https://doi.org/10.1134/S0036023622600903
  16. Луцык В.И. Анализ поверхности ликвидуса тройных систем. М.: Наука, 1987. 150 с.
  17. Воробьева В.П. Автореф. дис. … док. хим. наук. Тюмень, 2012. 36 с.
  18. Воробьева В.П., Зеленая А.Э., Луцык В.И. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 6. С. 798.
  19. Cheynet B., Bonnet C., Stankov M. // Calphad. 2009. V. 33. № 2. P. 312.
  20. Бурчаков А.В., Гаркушин И.К., Емельянова У.А. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 7. С. 952. https://doi.org/10.31857/S0044457X22602085
  21. Термические константы веществ. М.: ВИНИТИ ИВТ АН СССР, 1981. Вып. 10. Ч. 1. С. 42.
  22. Термические константы веществ. База данных. Институт теплофизики экстремальных состояний РАН Объединенного института высоких температур РАН. Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова. http://www.chem.msu.su/cgi-bin/tkv.pl?show=welcom.html
  23. Sangster J.M., Pelton A.D. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1987. V. 16. № 3. P. 509.
  24. ACerS-NIST. Phase Equilibria Diagrams. CD-ROM Database. Version 3.1.0. American Ceramic Society. National Institute of Standards and Technology. Order online: www.ceramics.org.
  25. Посыпайко В.И., Алексеева Е.А. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч. III. Двойные системы с общим катионом. М.: Металлургия, 1979. 204 с.
  26. Воскресенская Н.К., Eвсеева Н.Н., Беруль С.И. и др. Справочник по плавкости систем из безводных неорганических солей. М.: Изд-во АН СССР, 1961. Т. 1. 845 с.
  27. Sangster J.M., Pelton A.D. // Special Report to the Phase Equilibria Program. Part D: The 60 Ternary Common-Ion Systems Involving (Li, Na, K, Rb, Cs) and (F, Cl, Br, I). 1987. P. 2.
  28. Сидоров А.А., Бурчаков А.В. Фазовые равновесия в стабильном пентатопе Li2CrO4–KI–LiKCrO4–LiRbCrO4–RbI четырехкомпонентной взаимной системы Li,K,Rb||I,CrO4: выпускная квалификационная работа. Самара, 2019. 60 с.
  29. Бурчаков А.В., Тимошин Д.В., Егорова Е.М. и др. // Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 55. № 7. С. 37.
  30. Бурчаков А.В., Бехтерева Е.М., Кондратюк И.М. // Журн. неорган. химии. 2013. Т. 58. № 11. С. 1511. https://doi.org/10.7868/S0044457X13110020
  31. Малышев Г.М., Рогожкина Д.Е., Бурчаков А.В. // Сб. тез. VI Междунар. молодежной науч. Конф. Физика. Технологии. Инновации. ФТИ-2019. Екатеринбург, 2019. С. 735.
  32. Вердиева З.Н., Бурчаков А.В., Вердиев Н.Н. и др. // Вестник Тверского гос. ун-та. Сер. Химия. 2019. № 3. С. 31. https://doi.org/10.26456/vtchem2019.3.4
  33. Альмяшев В.И., Гусаров В.В. Термические методы анализа. СПб: ЛЭТИ. 1999. 40 с.
  34. Уэндландт У. Термические методы анализа. М.: Мир, 1978.
  35. Мощенский Ю.В. Дифференциальный сканирующий калориметр ДСК-500. Приборы и техника эксперимента. 2003. № 6. С. 143.
  36. Егунов В.П. Введение в термический анализ. Самара, 1996. 270 с.
  37. Трунин А.С., Космынин А.С. Проекционно-термографический метод исследования гетерогенных равновесий в конденсированных многокомпонентных системах. Куйбышев, 1977. 68 с.
  38. Бурчаков А.В., Гаркушин И.К., Емельянова У.А. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 7. С. 952. https://doi.org/10.31857/S0044457X22602085
  39. ООО “АСКОН — Системы проектирования” https://kompas.ru/ (Дата обращения 14.10.2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Древо фаз системы Li+,K+,Rb+||F,CrO42–. D1 – LiRbCrO4, D2 – LiKCrO4. Кристаллизующиеся фазы спрогнозированы.

Скачать (177KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Стабильный пентатоп LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF системы Li+,K+,Rb+||F–,CrO.

Скачать (210KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема моновариантных равновесий стабильного пентатопа LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF.

Скачать (143KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сечение A–B–C–D стабильного пентатопа LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF системы Li,K,Rb||F,CrO4. Цифрами обозначены поля первичной крнсталлизации фаз: 1 – (LiF + KxRb1–xF); 2 – (LiF + α-K3xRb3–3xCrO4).

Скачать (197KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Т–х-диаграмма разреза A–C сечения A–B–C–D в пентатопе LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF. Цифрами обозначены фазовые области: 1 – LiF + KxRb1–xF + α-K2xRb2–2xCrO4 + α-K3xRb3–3xCrO4; 2 – LiF + α-K2xRb2–2xCrO4 + + α-K3xRb3–3xCrO4.

Скачать (257KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Т–х-диаграмма разреза B–D сечения A–B–C–D в пентатопе LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF.

Скачать (284KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Т–х-диаграмма разреза LiF–M сечения A–B–C–D в пентатопе LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF.

Скачать (177KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Модель стабильного пентатопа LiF–K2CrO4–Rb2CrO4–KF–RbF четырехкомпонентной взаимной системы Li,K,Rb||F,CrO4.

Скачать (306KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024