Везде

ОХНМЖурнал неорганической химии Russian Journal of Inorganic Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-457X
  • ISSN (Online) 3034-560X

Термодинамические свойства керамики на основе оксидов гафния и редкоземельных элементов при высоких температурах

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0044457X22601055-1
DOI
10.31857/S0044457X22601055
Тип публикации
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Воробьева В. П.
  • Аффилиация:
    Санкт-Петербургский государственный университет
    Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН
Том/ Выпуск
Том 68 / Номер выпуска 2
Страницы
209-220
Аннотация
Рассмотрены полученные ранее экспериментальные данные о процессах испарения и термодинамические свойства керамики на основе оксидов гафния и редкоземельных элементов при высоких температурах. Масс-спектрометрическим эффузионным методом Кнудсена впервые изучена система La2O3–Sm2O3 при температуре 2323 K. В результате идентифицирован состав пара над исследованными образцами керамики, определены концентрационные зависимости парциальных давлений молекулярных форм пара над рассматриваемой системой и термодинамических свойств в конденсированной фазе, таких как активности компонентов и избыточная энергия Гиббса. С привлечением полинома Вильсона определена энтальпия образования из оксидов и избыточная энтропия системы La2O3–Sm2O3 при указанной температуре. На основе полученных данных рассчитаны термодинамические свойства в четырехкомпонентных системах La2O3–Sm2O3–Y2O3–HfO2 и La2O3–Sm2O3–ZrO2–HfO2 по данным о равновесиях в соответствующих бинарных системах полуэмпирическими методами Колера, Редлиха–Кистера и Вильсона при температуре 2330 K. Результаты выполненного расчета сопоставлены с соответствующими величинами, оцененными ранее полуэмпирическими методами на примере систем La2O3–Y2O3–ZrO2–HfO2 и Sm2O3–Y2O3–ZrO2–HfO2. Показано, что в системах La2O3–Sm2O3–Y2O3–HfO2 и La2O3–Sm2O3–ZrO2–HfO2 наилучшее соответствие с экспериментальными значениями активностей оксидов лантаноидов может быть получено при расчете на основе метода Вильсона.
Ключевые слова
испарение термодинамические свойства оксид лантана оксид самария высокотемпературная масс-спектрометрия
Дата публикации
17.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
11

Библиография

  1. 1. Wang J., Li H.P., Stevens R. // J. Mater. Sci. 1992. V. 27. № 20. P. 5397. https://doi.org/10.1007/BF00541601
  2. 2. Clarke D.R., Phillpot S.R. // Mater. Today. 2005. V. 8. № 6. P. 22. https://doi.org/10.1016/S1369-7021 (05)70934-2
  3. 3. Andrievskaya E.R. // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28. № 12. P. 2363. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.01.009
  4. 4. Pan W., Phillpot S.R., Wan C. et al. // MRS Bull. 2012. V. 37. № 10. P. 917. https://doi.org/10.1557/mrs.2012.234
  5. 5. Darolia R. // Int. Mater. Rev. 2013. V. 58. № 6. P. 315. https://doi.org/10.1179/1743280413Y.0000000019
  6. 6. Каблов Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия. М.: Наука, 2006. 632 с.
  7. 7. Петрушин Н.В., Оспенникова О.Г., Светлов И.Л. // Авиац. материалы и технологии. 2017. Т. 49. С. 72.
  8. 8. Cao X.Q., Vassen R., Stoever D. // J. Eur. Ceram. Soc. 2004. V. 24. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1016/S0955-2219 (03)00129-8
  9. 9. Чубаров Д.A., Матвеев П.В. // Авиац. материалы и технологии. 2013. Т. 29. № 4. С. 43. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=20421193
  10. 10. Vassen R., Jarligo M.O., Steinke T. et al. // Surf. Coat. Technol. 2010. V. 205. № 4. P. 938. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2010.08.151
  11. 11. Казенас Е.К. Термодинамика испарения двойных оксидов. М.: Наука, 2004. 551 с. https://elibrary.ru/item.asp?id=19468800
  12. 12. Lukas H.L., Fries S.G., Sundman B. Computational thermodynamics: The Calphad method. Cambridge: Cambridge University Press, 2007. 313 p. https://doi.org/10.1017/CBO9780511804137
  13. 13. Schneider S.J., Roth R.S. // J. Res. Natl. Bur. Stand. A. Phys. Chem. 1960. V. 64A. № 4. P. 317. https://doi.org/10.6028/JRES.064A.031
  14. 14. Coutures J., Rouanet A., Verges R., Foex M. // J. Solid State Chem. 1976. V. 17. № 1–2. P. 171. https://doi.org/10.1016/0022-4596 (76)90218-8
  15. 15. Корнієнко О.А. // Укр. хім. журн. 2018. Т. 84. № 3. С. 28.
  16. 16. Zinkevich M. // Prog. Mater. Sci. 2007. V. 52. № 4. P. 597. https://doi.org/10.1016/J.PMATSCI.2006.09.002
  17. 17. Казенас Е.К., Цветков Ю.В. Термодинамика испарения оксидов. М.: Изд-во ЛКИ, 2008. 480 с. https://elibrary.ru/item.asp?id=19470483
  18. 18. Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. и др. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание / Отв. ред. Глушко В.П. М.: Наука, 1982. Т. IV. Кн. 2. 560 с.
  19. 19. Shugurov S.M., Kurapova O.Y., Lopatin S.I. et al. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 2017. V. 31. № 23. P. 2021. https://doi.org/10.1002/rcm.7997
  20. 20. Ackermann R.J., Rauh E.G. // J. Chem. Thermodyn. 1971. V. 3. № 4. P. 445. https://doi.org/10.1016/S0021-9614 (71)80027-7
  21. 21. Walsh P.N., Goldstein H.W., White D. // J. Am. Ceram. Soc. 1960. V. 43. № 5. P. 229. https://doi.org/10.1111/J.1151-2916.1960.TB14589.X
  22. 22. Goldstein H.W., Walsh P.N., White D. // J. Phys. Chem. 1961. V. 65. № 8. P. 1400. https://doi.org/10.1021/J100826A029
  23. 23. Vorozhtcov V.A., Stolyarova V.L., Lopatin S.I. et al. // J. Alloys Compd. 2018. V. 735. P. 2348. https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2017.11.319
  24. 24. Stolyarova V.L., Vorozhtcov V.A., Lopatin S.I., Shugurov S.M. // Russ. J. Gen. Chem. 2020. V. 90. № 5. P. 874. [Столярова В.Л., Ворожцов В.А., Лопатин С.И., Шугуров С.М. // Журн. общ. химии. 2020. Т. 90. № 5. С. 787. https://doi.org/10.31857/S0044460X20050194]https://doi.org/10.1134/S1070363220050199
  25. 25. Hilpert K. // Rapid Commun. Mass Spectrom. 1991. V. 5. № 4. P. 175. https://doi.org/10.1002/rcm.1290050408
  26. 26. Drowart J., Chatillon C., Hastie J., Bonnell D. // Pure Appl. Chem. 2005. V. 77. № 4. P. 683. https://doi.org/10.1351/pac200577040683
  27. 27. Lopatin S.I., Shugurov S.M., Tyurnina Z.G., Tyurnina N.G. // Glass Phys. Chem. 2021. V. 47. № 1. P. 38. [Лопатин С.И., Шугуров С.М., Тюрнина З.Г., Тюрнина Н.Г. // Физика и химия стекла. 2021. Т. 47. № 1. С. 50. https://doi.org/10.31857/S0132665121010078]https://doi.org/10.1134/S1087659621010077
  28. 28. Lopatin S.I. // Glass Phys. Chem. 2022. V. 48. № 2. P. 117. [Лопатин С.И. // Физика и химия стекла. 2022. Т. 48. № 2. С. 163. https://doi.org/10.31857/S0132665122020056]https://doi.org/10.1134/S1087659622020055
  29. 29. Семенов Г.А., Николаев Е.Н., Францева К.Е. Применение масс-спектрометрии в неорганической химии. Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1976. 151 с.
  30. 30. Paule R.C., Mandel J. // Pure Appl. Chem. 1972. V. 31. № 3. P. 371. https://doi.org/10.1351/pac197231030371
  31. 31. Zeifert P.L. // High Temperature Technology. N.Y.: John Wiley, 1956. P. 485.
  32. 32. Сидоров Л.Н., Акишин П.А. // Докл. АН СССР. 1963. № 151. № 1. С. 136.
  33. 33. Sidorov L.N., Shol’ts V.B. // Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys. 1972. V. 8. № 5. P. 437. https://doi.org/10.1016/0020-7381 (72)80014-7
  34. 34. Redlich O., Kister A.T. // Ind. Eng. Chem. 1948. V. 40. № 2. P. 345. https://doi.org/10.1021/ie50458a036
  35. 35. Wilson G.M. // J. Am. Chem. Soc. 1964. V. 86. № 2. P. 127. https://doi.org/10.1021/ja01056a002
  36. 36. Orye R. V., Prausnitz J.M. // Ind. Eng. Chem. 1965. V. 57. № 5. P. 18. https://doi.org/10.1021/ie50665a005
  37. 37. Hardy H.K. // Acta Metall. 1953. V. 1. № 2. P. 202. https://doi.org/10.1016/0001-6160 (53)90059-5
  38. 38. Hildebrand J.H. // J. Am. Chem. Soc. 1929. V. 51. № 1. P. 66. https://doi.org/10.1021/ja01376a009
  39. 39. Kohler F. // Monatsh. Chem. 1960. V. 91. № 4. P. 738. https://doi.org/10.1007/BF00899814
  40. 40. Vorozhtcov V.A., Kirillova S.A., Shilov A.L. et al. // Mater. Today Commun. 2021. V. 29. P. 102952. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102952
  41. 41. Darken L.S. // J. Am. Chem. Soc. 1950. V. 72. № 7. P. 2909. https://doi.org/10.1021/ja01163a030
  42. 42. Barker J.A. // J. Chem. Phys. 1952. V. 20. № 10. P. 1526. https://doi.org/10.1063/1.1700209
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека