Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

1turnina.ng@iscras.ru, http://orcid.org/0000-0001-9410-8917 2sergeylopatin2009@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0002-6060-5349 3turnina.zg@iscras.ru, http://orcid.org/0000-0003-3134-7309 4transformer2002@yandex.ru, http://orcid.org/0000-0002-3075-7229 5ira_pp@list.ru, http://orcid.org/0000-0002-8022-1297 6sviridov@iscras.ru, http://orcid.org/0000-0003-1085-8900 Abstract 38 samples were synthesized in the Na2O-BaO-B2O3 system, some of which were glasses, some crystallized. The degree of interaction of the initial reagents in the synthesis process was controlled by X-ray phase analysis on a DRON-3M diffractometer using CuKa radiation. Crystal phases were identified using X-ray phase analysis on a DRON-3M diffractometer using CuKa radiation and the PDF-2 powder diffractometry database. The following crystalline phases were identified in the crystallized samples: p-BaB2O4, NaBO 2 , NaBaB9O15. Density, microhardness, refractive indexwere measured for glassy samples ofthe system under study and melting/liquidus temperatures were determined. It is established that the nature of the dependence of the above properties on the content of sodium oxide with a constant content of boron oxide is linear. The study of vaporization processes and thermodynamic properties of the Na2O-BaO-B2O3 system was carried out by differential high-temperature mass spectrometry on the MS-1301 mass spectrometer. The studied samples were evaporated from a twin Knudsen molybdenum effusion cell. The heating of the cell was carried out by electronic bombardment, the temperature was measured with an optical pyrometer EOP-66. It was shown that as a result of the interaction of Na 2 O, BaO and B 2 O 3 oxides, sodium and barium borates are formed in the condensed phase. It is established that the studied system is characterized by selective evaporation of NaBO 2 in the temperature range of 1290-1350 K. The activity values of NaBO 2 and B 2 O 3 were determined depending on the composition of the condensed phase at a temperature of 1330 K. The activity of BaB2O4 was calculated using the Gibbs-Dugem equation. The obtained values of the Gibbs mixing energies and excess Gibbs energies indicate significant deviations of the Na2O-BaO-B2O3 system from the ideal behavior. Keywords: Na2O-BaO-B2O3 system, density, microhardness, thermodynamic properties, refractive index, melting / liquidus temperatures Acknowledgments: the work was carried out within the framework of the state task for research in Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences (No 0081-2022-0005) and (No 0097-2022-0003), subsidy of the Ministry of Education and Science of Russia. For citation: Synthesis and investigation of physicochemical and thermodynamic properties in the Na2O-BaO-B2O3 system / N. G. Tyurnina [et al.] // Transactions of the tola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 113-118. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.4.019 Введение Материалы на основе системы Na2O-BaO-B2O3 являются перспективными для применения в различных областях науки и техники. В первую очередь это связано с открытием нелинейно-оптических свойств BaB2O4 в монокристаллах низкотемпературной модификации бората бария, P-BaB2O4, которые обладают большим эффективным коэффициентом генерации второй гармоники, широкой областью прозрачности, отличными механическими свойствами и низкой гигроскопичностью. Основным методом выращивания кристаллов P-BaB2O4 является процесс кристаллизации из высокотемпературного расплава. Введение в систему оксида натрия приводит к снижению температуры плавления. Н а рисунке показана часть фазовой диаграммы Na2O-BaO-B2O3, на которой отмечена область концентрации спонтанной кристаллизации P-BaB2O4 и нанесены изотермы для температур 800, 850 и 900 °C. Эта область имеет общую границу с областями кристаллизации a-BaB2O4, Ba3B2O6, BaNa2B2O5, NaBO 2 , Na2B4O7 и BaB4O7. Области концентрации и температуры кристаллизации P-BaB2O4 имеют наименьшую ширину в случае растворителей BaO (луч J) и B 2 O 3 (луч 10). Области кристаллизации достигают значительной ширины при использовании растворителей, имеющих состав в диапазоне от 0,75 Na2O:0,25 ВаО до 0,6 Na2O:0,4 B 2 O 3 [1]. Целью настоящей работы являлся синтез образцов, уточнение области стеклообразования и исследования физико-химических и термодинамических свойств в системе Na2O-BaO-B2O3. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 113-118. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 113-118. © Тюрнина Н. Г., Лопатин С. И., Тюрнина З. Г., Шугуров С. М., Полякова И. Г., Свиридов С. И., 2023 114