Пятикомпонентная взаимная система Li⁺,K⁺||F⁻,Cl⁻,Br⁻,CrO₄²⁻ включает стабильный тетраэдр LiF–KCl–KBr–K₂CrO₄, который выбран в качестве объекта исследования в настоящей работе. Для стабильных элементов древа фаз проведен прогноз числа и состава кристаллизующихся фаз с учетом элементов огранения, в которых – непрерывный ряд твердых растворов (НРТР). Экспериментальное исследование системы проведено методами ДТА и РФА. Установлены отсутствие в стабильных элементах системы точек нонвариантных равновесий и устойчивость НРТР, содержащих хлорид- и бромид-ионы. Определены температура плавления и координаты точки, лежащей на кривой моновариантных равновесий.
В трехкомпонентной системе NaF–KF–MgF₂ проведено разбиение на симплексы геометрическим методом и построено древо фаз, которое имеет линейное строение и состоит из четырех стабильных треугольников, разделенных тремя стабильными секущими. Прогноз числа и состава кристаллизующихся фаз для стабильных элементов системы осуществлен на основе полученного древа фаз. Описание химического взаимодействия в трехкомпонентной системе проведено методом ионного баланса. Соединения, находящиеся на двойных сторонах треугольника составов, позволили получить четырехугольники с диагоналями, в точках пересечения которых протекают реакции обмена – основные реакции, происходящие в системе. Экспериментальные исследования, проведенные методом термогравиметрии, подтверждают протекание реакций на сторонах и внутри треугольника составов.
Исследован стабильный тетраэдр LiF–KCl–KBr–LiKCrO4 пятикомпонентной взаимной системы Li+,K+||F–,Cl–,Br–,CrO42–. Экспериментальные исследования, проведенные методом дифференциального термического анализа, показали, что в стабильном тетраэдре кристаллизуются три твердые фазы: LiF, LiKCrO4 и KClxBr1–x. Непрерывный ряд твердых растворов является устойчивым, точки нонвариантных равновесий отсутствуют.
Галогениды щелочных металлов находят применение в качестве теплоаккумулирующих материалов, электролитов для химических источников тока, растворителей неорганических веществ. Важное значение для построения фазовых диаграмм тройных и многокомпонентных систем имеет моделирование по элементам огранения. С применением программ трехмерной векторной графики построена 3D-модель фазовых равновесных состояний квазитройной системы LiF–NaF–KBr, являющейся стабильным треугольником четырехкомпонентной взаимной системы Li+,Na+,K+||F-,Br-. На основе 3D-модели впервые построены политермические, изотермические разрезы и политерма кристаллизации фаз. На двух политермических разрезах доказано наличие областей граничных твердых растворов на основе фторида натрия, областей расслоения двух жидких фаз, а также показана последовательность кристаллизующихся фаз. На изотермическом разрезе при 620 оС разграничены поля жидкой фазы и сосуществующих двух и трех фаз. Политерма представлена тремя полями кристаллизации: граничного твердого раствора на основе фторида натрия, бромида калия и фторида лития, в котором очерчена область расслаивания двух жидких фаз. Стабильный характер треугольника LiF–NaF–KBr подтвержден термодинамическим расчетом для нескольких температур взаимодействия смесей веществ, входящих в нестабильный треугольник LiBr–NaF–KF. Политерма кристаллизации позволяет выбрать смеси в диапазоне температур 625–650 и 625–700 оС для практического использования в качестве расплавляемых электролитов среднетемпературных химических источников тока и в качестве расплавов-растворителей неорганических веществ.
Индексирование
Scopus
Crossref
Высшая аттестационная комиссия
При Министерстве образования и науки Российской Федерации