3D-модель стабильного треугольника LiF–NaВr–KВr четырехкомпонентной взаимной системы Li+, Na+, K+ || F-, Вr-

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Построена 3D-модель фазовых равновесных состояний квазитрехкомпонентной системы LiF–NaВr–KВr, являющейся стабильным треугольником четырехкомпонентной взаимной системы Li+, Na+, K+ || F-, Вr-. На основе 3D-модели построены впервые политермические, изотермические разрезы и политерма кристаллизации фаз. На двух политермических разрезах присутствуют широкие области граничных твердых растворов на основе бромидов натрия и калия. На изотермическом разрезе при 650 оС разграничены поля жидкой фазы и сосуществующих двух и трех фаз. Политерма кристаллизации представлена тремя полями. В поле кристаллизации фторида лития ограничена область расслоения двух жидкостей. Направление протекание реакции ионного обмена 2LiBr + NaF + +KF = 2LiF + NaBr + KBr подтверждено термодинамическими расчетами при температурах 400, 600, 800, 1000 К. Экзотермический характер реакции обмена подтвержден снятием кривой ДТА нагрева смеси порошков из 50% LiВr + 25% NaF + 25% KF, а фазовый состав продуктов реакции LiF + NaВr(ОТР) + KВr(ОТР) подтвержден данными рентгенофазового анализа, где ОТР – ограниченный твердый раствор.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Бурчаков

Самарский государственный технический университет

Email: dvoryanova_kat@mail.ru
Россия, Самара

И. К. Гаркушин

Самарский государственный технический университет

Email: dvoryanova_kat@mail.ru
Россия, Самара

Е. М. Дворянова

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: dvoryanova_kat@mail.ru
Россия, Самара

У. А. Емельянова

Самарский государственный технический университет

Email: dvoryanova_kat@mail.ru
Россия, Самара

А. А. Финогенов

Самарский государственный технический университет

Email: dvoryanova_kat@mail.ru
Россия, Самара

Список литературы

  1. Ma L., Zhang C., Wu Yu. at al. // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2012. 235. 111485. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2021.111485
  2. Caraballo A., Galán-Casado S., Caballero Á. at al. // Energies. 2021. 14. I. 4. https://doi.org/10.3390/en14041197
  3. Bauer T., Odenthal Ch., Bonk A. // Chemie Ingenieur Technic. 2021. 93. I. 4. P. 534–546. https://doi.org/10.1002/cite.202000137
  4. Masset P., Guidotti R.A. // Journal of Power Sources. 2007. 164. P. 397–414. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.10.080
  5. Khokhlov V.A. // Russian Metallurgy (Metally). 2010. № 2. P. 96–104. https://doi.org/10.1134/S0036029510020047
  6. Химические источники тока: Справочник / Под ред. Н.В. Коровина, А.М. Скундина. М.: Издательство МЭИ. 2003.
  7. Roper R., Harkema M., Sabharwall P. at al. // Annals of Nuclear Energy. 2022. 69. 108924. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2021.108924
  8. Роженцев Д.А., Ткачев Д.А. // Расплавы. 2023. № 6. С. 570–576. https://doi.org/10.31857/S0235010623060063
  9. Khokhlov V.A., Ignatiev V.V., Afonichkin V. Evaluating physical properties of molten salt reactor fluoride mixtures // J. of Fluorine Chemistry. 2009. 130. № 1. P. 30 – 37.
  10. Новоселова А.В., Смоленский В.В., Бове А.Л. // Расплавы. 2023. № 5. С. 443–453. https://doi.org/ 10.31857/S0235010623040047
  11. Гаркушин И.К., Кондратюк И.М., Дворянова Е.М. и др. Анализ, прогнозирование и экспериментальное исследование рядов систем из галогенидов щелочных и щелочноземельных элементов. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2007.
  12. Peng Q., Ding J., Wei X. at al. // Applied Energy. 2010. 87. I. № 9. P. 2812–2817. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2009.06.022
  13. Serp J., Allibert M., Beneš O. at al. // Progress in Nuclear Energy. 2014. 77. P. 308–319. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2014.02.014
  14. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч. I. Двойные системы с общим анионом / Под ред. В.И. Посыпайко, Е.А. Алексеевой. М.: Металлургия. 1977.
  15. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч. II. Двойные системы с общим анионом / Под ред. В.И. Посыпайко, Е.А. Алексеевой. М.: Металлургия. 1977.
  16. Диаграммы плавкости солевых систем. Ч. III. Двойные системы с общим катионом / Под ред. В.И. Посыпайко, Е.А. Алексеевой. М.: Металлургия. 1979.
  17. Диаграммы плавкости солевых систем. Тройные взаимные системы / Под ред. В.И. Посыпайко, Е.А. Алексеевой. М.: Химия. 1977.
  18. Диаграммы плавкости солевых систем. Многокомпонентные системы / Под.ред. В.И. Посыпайко, Е.А. Алексеевой М.: Химия. 1977.
  19. Егорцев Г.Е., Гаркушин И.К., Истомова М.А. Фазовые равновесия и химическое взаимодействие в системах с участием фторидов и бромидов щелочных металлов. Екатеринбург: УрО РАН, 2008.
  20. Бурчаков А.В., Гаркушин И.К., Милов С.Н. / Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2018. 18. № 4. С. 370 https://doi.org/10.18500/1816-9775-2018-18-4-370-377
  21. Kang J. 3D Stereo spatial phase diagram for typical complex ternary system // J. Kang. Material Sci & Eng. 2019. 3. I. № 1. P. 38–40.
  22. Термические константы веществ: Справочник. / Под ред. В.П. Глушко. М.: ВИНИТИ, 1981. X. № 1.
  23. Термические константы веществ: Справочник. / Под ред. В.П. Глушко. М.: ВИНИТИ, 1981. X. № 2.
  24. Barin I. Thermochemical data of pure substances. VCH Verlagsgeselschaft mbH. Weinheim, 1995.
  25. Гаркушин И.К. Истомова М.А. Гаркушин А.И. и др. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2020. 63. № 4. С. 55–62. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206304.6159.
  26. Егунов В.П. Введение в термический анализ. Самара, 1996.
  27. Wagner М. Thermal Analysis in Practice: Fundamental Aspects. Hanser Publications. 2018. P. 158.
  28. Мощенский Ю.В. // Приборы и техника эксперимента. М.: РАН. 2003. 46. № 6. С. 143.
  29. Федотов С.В., Мощенский Ю.В. Интерфейсное программное обеспечение DSCTool. Самара: Самар. гос. техн. ун-т. 2004.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Развёртка граневых элементов системы Li+, Na+, K+ || F-, Вr- [ ].

Скачать (133KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Призма составов системы Li+, Na+, K+ || F-, Вr- [ ].

Скачать (129KB)
Метаданные
4. Рис. 3. 3D-модель квазитройной системы LiF–NaBr–KBr: а) фазовый комплекс системы; б) разъемная модель фазового комплекса.

Скачать (265KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Т-х-диаграмма разреза QT квазитройной системы LiF–NaBr–KBr, построенная из 3D-модели.

Скачать (140KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Т-х-диаграмма разреза K1K2 квазитройной системы LiF–NaBr–KBr, построенная из 3D-модели.

Скачать (136KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изотермический разрез при температуре 650 оC квазитройной системы LiF–NaBr–KBr, построенный из 3D-модели.

Скачать (84KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Политерма кристаллизации квазитройной системы LiF–NaBr–KBr, построенная из 3D-модели.

Скачать (82KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Расположение смеси 1 на линии конверсии K1–K2 в нестабильном треугольнике NaF–KF–LiBr.

Скачать (52KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Дериватограмма нагревания смеси порошков 50٪ LiBr + 25% NaF + 25% KF.

Скачать (92KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Дериватограмма охлаждения расплава смеси порошков 50٪ LiBr + 25% NaF + 25% KF.

Скачать (87KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Рентгенограмма образца состава 50% LiBr + 25% NaF + 25% KF (KBr PDF 01-072-1541; NaBr PDF 01-078-0761; LiF PDF 01-071-3743) .

Скачать (88KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Схема кристаллизации смеси 1 на линии конверсии К1–К2 в стабильном треугольнике LiF–NaBr–KBr.

Скачать (93KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024