Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 414-423. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 414-423. У с т а н о в л е н о , ч т о э л е к т р и ч е с к а я п о д в и ж н о с т ь , в о т л и ч и е о т к о э ф ф и ц и е н т о в д и ф ф у з и и , н е з а в и с и т о т р а з м е р а и х и м и ч е с к о й п р и р о д ы к а т и о н а и о п р е д е л я е т с я п о д в и ж н о с т ь ю и о н о в , в х о д я щ и х в с о с т а в и с х о д н о г о с т е к л а ( р и с . 4 ) . М о д е л и , о с н о в а н н ы е н а у р а в н е н и е Н е р н с т а — Э й н ш т е й н а , н е п р и г о д н ы д л я о п и с а н и я к и н е т и к и ф о р м и р о в а н и я д и ф ф у з и о н н о й з о н ы п р и э л е к т р о д и ф ф у з и и , п р и в о д я щ е й к с у щ е с т в е н н о м у и з м е н е н и ю х и м и ч е с к о г о с о с т а в а [ 7 - 9 ] . И з у ч е н п р о ц е с с ф о р м и р о в а н и я б о р и д н ы х ф а з н а п о в е р х н о с т и ж е л е з а и т и т а н а в с и с т е м е «оксидный расплав» — неорганический восстановитель — металл с ц е л ь ю р а з в и т и я т е о р и и р е а к ц и о н н о й д и ф ф у з и и и с о з д а н и я ф и з и к о - х и м и ч е с к и х о с н о в п о л у ч е н и я н о в о г о п о к о л е н и я з а щ и т н ы х с т е к л о к е р а м и ч е с к и х п о к р ы т и й с п р о м е ж у т о ч н ы м б а р ь е р н ы м с л о е м ( р и с . 5 ) . У с т а н о в л е н о в л и я н и е т е м п е р а т у р ы , с о с т а в а о к с и д н о г о р а с п л а в а , х и м и ч е с к о й п р и р о д ы в о с с т а н о в и т е л я и т и п а к р и с т а л л и ч е с к о й р е ш ё т к и м е т а л л а н а з а к о н о м е р н о с т и к и н е т и к и р о с т а и с т р у к т у р у о б р а з у ю щ и х с я б о р и д н ы х ф а з [ 1 0 ] . Н е п о с р е д с т в е н н о е о п р е д е л е н и е т е р м о д и н а м и ч е с к и х х а р а к т е р и с т и к с м е ш а н н ы х с т ё к о л и с т е к л о о б р а з у ю щ и х р а с п л а в о в м е т о д а м и Э Д С , м а с с - с п е к т р о м е т р и и и к а л о р и м е т р и и я в л я е т с я о ч е н ь т р у д о ё м к и м . Э т о в ы з в а н о т е м , ч т о и с к о м а я в е л и ч и н а — э н т а л ь п и я с м е ш е н и я Д Н с м н е в е л и к а п о а б с о л ю т н о й в е л и ч и н е и о п р е д е л я е т с я к а к м а л а я р а з н о с т ь б о л ь ш и х в е л и ч и н ( э н т а л ь п и я р а с т в о р е н и я , и с п а р е н и я и д р . ) П о г р е ш н о с т ь о п р е д е л е н и я Д Н с м м о ж е т в н е с к о л ь к о р а з п р е в о с х о д и т ь е ё а б с о л ю т н о е з н а ч е н и е . Д л я о п р е д е л е н и я т е р м о д и н а м и ч е с к и х в е л и ч и н м о ж н о и с п о л ь з о в а т ь м е т о д , о с н о в а н н ы й н а и з у ч е н и и и о н о о б м е н н о г о р а в н о в е с и я в с и с т е м е стеклообразующий расплав — расплавленная соль и п о л о ж е н и я х м о д е л и р е г у л я р н ы х р а с т в о р а х . П р и м е н и м о с т ь п р и б л и ж е н и я р е г у л я р н ы х р а с т в о р о в к с и л и к а т н ы м с и с т е м а м в т в ё р д о м и р а с п л а в л е н н о м с о с т о я н и и п о к а з а н а в л и т е р а т у р е [ 1 2 - 1 4 ] . Т а к , в р а б о т е [ 1 1 ] и с с л е д о в а н о и о н о о б м е н н о е в з а и м о д е й с т в и е н а т р и е в о - а л ю м о с и л и к а т н ы х и н а т р и е в о - г а л о с и л и к а т н ы х р а с п л а в о в с о с м е с ь ю р а с п л а в о в х л о р и д о в N a , L i , K , R b , C s , B a . У с т а н о в л е н о , ч т о д в у х щ е л о ч н ы е с и л и к а т н ы е р а с п л а в ы х а р а к т е р и з у е т с я о т р и ц а т е л ь н ы м и о т к л о н е н и я м и о т и д е а л ь н о с т и , т о г д а к а к с и л и к а т н ы е р а с п л а в ы , с о д е р ж а щ и е щ е л о ч н о й и щ е л о ч н о з е м е л ь н ы й к а т и о н ы , х а р а к т е р и з у ю т с я з а м е т н ы м и п о л о ж и т е л ь н ы м и о т к л о н е н и я м и о т и д е а л ь н о с т и ( р и с . 6 ) [ 1 1 ] . П о р и с т ы е с т ё к л а и с т е к л о м а т е р и а л ы п р е д с т а в л я ю т с о б о й б о л ь ш о й к л а с с м а т е р и а л о в , ш и р о к о п р и м е н я ю щ и х с я в р а з л и ч н ы х о т р а с л я х п р о м ы ш л е н н о с т и , в б и о т е х н о л о г и я х , п р и п р о и з в о д с т в е м е м б р а н , в м е д и ц и н е и ф а р м а ц е в т и к е , д л я и з г о т о в л е н и я г а з о в ы х и х и м и ч е с к и х с е н с о р о в и д а т ч и к о в , д л я д л и т е л ь н о г о х р а н е н и я ж и д к и х р а д и о а к т и в н ы х о т х о д о в . Рис. 5. Морфология боридных фаз на образцах железа, обработанных в расплаве Na 2 B 4 O 7 с добавкой карбида бора. Время — 3 ч; температура — 1000 °С Рис. 6 . Зависимость изменения избыточная свободных энергий AG от мольной доли натрия в стеклообразующих расплавах Na-Ba (1), Na-Li ( 2 ), Na-K (3), Na-Rb (4) и Na-Cs (5) от содержания Na2O © Тюрнина Н. Г., Свиридов С. И., Тюрнина З. Г., 2024 418