Введение к работе
Актуальность работы. Фториды и вольфраматы щелочноземельных металлов являются тугоплавкими веществами, обладающими хорошей теплоаккумулирующей способностью, а расплавы фторидов щелочных металлов являются эффективными неорганическими растворителями, которые значительно понижают температуру плавления их смесей.
Данные соли доступны, недороги, их смеси характеризуются: высоким содержанием энергоёмкого компонента фторида лития; низкими относительно исходных веществ температурами плавления; широким температурным интервалом химической и термодинамической устойчивости (>1000С); высоким теплосодержанием (>600 кДж/кг), высокой плотностью (>2,3г/см3). Данные характеристики позволяют сделать вывод о целесообразности их использования в практике высокотемпературного обратимого аккумулирования тепла. Кроме того, эти расплавы представляют интерес для высокотемпературного электроосаждения из них как чистого вольфрама, так и его тугоплавких покрытий, химико-термической обработки металлов (вольфрамирования).
Цель работы.
Изучение фазовых равновесий в системе LiF-K2W04-CaF2-CaW04-BaW04 с целью выявления особенностей фазообразования во фторид -вольфраматных смесях в твердой фазе и при кристаллизации из расплавов и разработки солевых композиций, перспективных в качестве высокотемпературных (500-1000С) теплоаккумулирующих материалов.
Основные задач» исследования:
априорное прогнозирование фазового комплекса системы, построение ее древа фаз и древа кристаллизации;
термический анализ системы, ее элементов огранения и выявление особенностей фазообразования в них;
выявление солевых композиций эффективных как высокотемпературные (500-1000С)теплоаккумулирующие материалы (ТАМ);
изучение теплоаккумулирующих свойств эвтектических расплавов;
изучения электропроводности расплавов системы с целью оценки их перспективности в качестве электролитов для химических источников тока (ХИТ) и высокотемпературного электроосаждения вольфрама.
Научная новизна работы.
1. Методом априорного прогноза фазового комплекса пятикомпонентной
системы LiF-K2W04-CaF2-BaW04-CaW04 построены её древо фаз и древо
кристаллизации. Выявлено, что ликвидус в развёртке пентатопа представлен
шестью объёмами кристаллизации, которые транслируются в двух нонвариантных
точках (НВТ) (эвтектика и перитектика) с температурами плавления 567 и 745 С.
2. Впервые экспериментально изучены фазовые диаграммы 2-х -
двухкомпонентных, 3-х - трехкомпонентных, 3-х - четырехкомпонентных и 1-ой -
пятикомпонентной фторид - вольфраматных систем, построены завершенные
модели их фазовых диаграмм, выявлены составы и температуры НВТ, очерчены
поля кристаллизации исходных компонентов и бинарных соединений.
Расчетно-экспериментальными методами изучены теплоаккумулирующие свойства (энтальпия и энтропия фазового перехода, теплоемкость, плотность) эвтектических фторид-вольфраматных расплавов 11 систем.
Мостовым методом изучена удельная электропроводность эвтектических расплавов 14 фторид-вольфраматных систем, а также используя полученные нами значения плотности рассчитана их молярная электропроводность и построены её политермы.
Практическая ценность работы. Полученные результаты изучения фазовых равновесий и физико-химических свойств системы LiF-K2W04-CaF2-BaW04-CaWC>4 могут быть использованы при разработке новых рабочих материалов для высокотемпературных (567-1080С) тепловых аккумуляторов, а также содержание в них вольфраматов (до 89,75 мол.%), в том числе и природных минералов (флюорит, шеелит) указывает на перспективность и экономичность данных расплавов для электроосаждения вольфрама и вольфрамирования.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: Международной конференции, посвященной 275-летию РАН (Махачкала, 2004); ежегодных научных сессиях преподавателей и сотрудников Дагестанского государственного педагогического университета (Махачкала, 2005-2007); Всероссийских научных чтениях с Международным участием, посвященных 75-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР М.В. Мохосоева (Улан-Удэ, 2007); XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Москва, 2007); ежегодных Бергмановских конференциях и чтениях (2003-2007).
Публикации. Основное содержание работы изложено в 19 научных работах (3 статьи и 16 тезисов).
Объем и структура работы.
Похожие диссертации на Фазовый комплекс и физико-химические свойства системы LiF-K2WO4-CaF2-CaWO4-BaWO4
