CC BY
4ОшМУнун Жарчысы. Химия. Биология. География. №1 (2)/2023
ОШ МАМЛЕКЕТТИК УНИВЕРСИТЕТИНИН ЖАРЧЫСЫ. ХИМИЯ. БИОЛОГИЯ. ГЕОГРАФИЯ
ВЕСТНИК ОШСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА. ХИМИЯ. БИОЛОГИЯ. ГЕОГРАФИЯ JOURNAL OF OSH STATE UNIVERSITY. CHEMISTRY. BIOLOGY. GEOGRAPHY
e-ISSN: 1694-8688
№1 (2) /2023
УДК: 546.261
DOI:_ https://doi.org/10.52754/16948688 2023 1(2) 5
ЭЛЕКТР УЧКУНДУК ДИСПЕРСТее МЕТОДУ МЕНЕН СИНТЕЗДЕЛГЕН (TIxVyMOz) C СИСТЕМАСЫНЫН ТАТААЛ КАРБИДДЕРИНИН КИСЛОТАЛАР МЕНЕН АРАКЕТТЕНИШИН ЖАНА АБАДАГЫ КЫЧКЫЛТЕК МЕНЕН КЫЧКЫЛДАНЫШЫН ИЗИЛДее
ИССЛЕДОВАНИЕ ОКИСЛЕНИЯ КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С КИСЛОТАМИ СЛОЖНОГО КАРБИДА СИСТЕМЫ (TIX -VY-MOZ)C, СИНТЕЗИРОВАННЫХ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОИСКРОВОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ INVESTIGATION BY AIR OXIDATION AND INTERACTION WITH ACIDS OF ACOMPLEX CARBIDE OF THE (Т1Х -VY-MOZ)C SYSTEM SYNTHESIS BY THE ELECTRIC SPARK DISPERSION METHOD
Абдулазизов Тилебалды Адилович
Абдулазизов Тилебалды Адилович Abdulazizov Tilebaldy Adilovich х.и.к., доцент, Ош мамлекеттик университети
к.х.н., доцент,Ошский государственный университет Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor,Osh State University
abdulazizov [email protected]_
Сатывалдиев Абдураим Сатыбалдыев Абдураим Satyvaldiev Abduraim х.и.д., профессор, И. Арабаева атындагы Кыргыз мамлекеттик университети д.х.н., профессор, Кыргызский государственный университет имени Арабаева Doctor of Chemistry, Professor Kyrgyz State University named after Arabaev [email protected]
Асанова Эльвира Данияровна
Асанова Эльвира Данияровна Asanova Elvira Daniyarovna ОшМУ нун магистранты
Магистрант ОшГУ Graduate student, Osh State University
Рысбаева Нуриса Агабековна
Рысбаева Нуриса Агабековна Rysbaeva Nurisa Agabekovna ОшМУ нун магистранты
Магистрант ОшГУ Graduate student, Osh State University
Эргешова Нураида Сапарбековна
Эргешова Нураида Сапарбековна Ergeshova Nuraida Saparbekovna ОшМУ нун магистранты
Магистрант ОшГУ Graduate student, Osh State University
Вестник ОшГУ. Химия. Биология. География. №1 (2)/2023
ЭЛЕКТР УЧКУНДУК ДИСПЕРСТ99 МЕТОДУ МЕНЕН СИНТЕЗДЕЛГЕН (TIхVyMOz) C СИСТЕМАСЫНЫН ТАТААЛ КАРБИДДЕРИНИН КИСЛОТАЛАР МЕНЕН АРАКЕТТЕНИШИН ЖАНА АБАДАГЫ КЫЧКЫЛТЕК МЕНЕН КЫЧКЫЛДАНЫШЫН ИЗИЛД99
Аннотация
Макалада титан менен Vo,2Moo,8 жана Vo,lMoo,9 куймаларынан электр учкундук дисперствв методу менен синтезделип алынган (^хУуМо^С татаалкарбиддеринин абадагы кычкылтек менен 672, 873,1173 К кычкылданышы, туз, кукурт, азот кислоталары менен аракеттениши каралган. Титан менен Vo,2Moo,8 жана Vo,lMoo,9 куймаларынан пайда болгон татаал карбиддер отко чыдамдуулугу, жылуулук жана электр втквргучтугу, ар кандай агрессивдуу чвйрвдв химиялык туруктуулугу менен айырмаланат. Электр учкундук дисперствв методу менен синтезделип алынган (^хУуМо?)С татаал карбиддеринин абадагы кычкылтек менен кычкылданууга термикалык туруктуулугу татаал карбиддердин курамындагы металлдардын катышынан, кислотада эричичтиги температурадан жана кислотанын жаратылышынан квз каранды.
Ачкыч свздвр: электр учкундук дисперствв, диэлектрик, этил сптрти, титан, куйма, кычкылтек, кычкылдануу, татаал карбид, температура, Кельвин.
Исследование окисления кислородом воздуха и взаимодействия с кислотами сложного карбида системы ^¡х -vy-moz)c, синтезированных методом электроискрового диспергирования
Investigation by air oxidation and interaction with acids of a complex carbide of the (tix -vy-moz)c system synthesis by the electric spark dispersion method
Аннотация
В статье исследованно взаимодействие сложных карбидов (TixVyMoz)С, синтезированных методом электроискрового диспергирования из титана и сплавов Уо,2Моо,8 и V о,1Моо,9 с соляной, серной , азотной кислотой и окисление кислородом воздуха при 672,873,1173 К. Сложные карбиды, образованные из титана и сплава V0,2Мо0,8 и V 0,1Мо0,9, отличаются огнестойкостью, тепло- и электропроводностью, химической стойкостью в различных агрессивных средах. Термическая стойкость сложных карбидов (TixVuMoz)C, синтезированных методом электроискрового диспергирования, окисление кислородом воздуха зависит от соотношения металлов в сложных карбидах.
Взаимодействие сложных карбидов (TixVyMoz)C с кислотами зависит от температуры и природы кислот.
Abstract
The article considers the interaction of hydrochloric, sulfuric, nitric acids and the oxidation of atmospheric oxygen at 672, 873, 1173 K, (TixVyMoz)C complex carbides synthesizedby electrospark dispersion from titanium and alloys Vo.2Moo.8 and V0.1 Moo.9. Complex carbides formed from titanium and an alloy of Vo.2Moo.8 and V o.iMoo.9 are distinguished by fire resistance, thermal and electrical conductivity, and chemical resistance in various aggressive environments. The thermal resistance of complex carbides (TixVuMoz)C, synthesized by the method of electrospark dispersion, to oxidation by atmospheric oxygen depends on the ratio of metals in complex carbides, interaction in acid, temperature and natural acid.
Ключевые слова: электроискровое
диспергирование, диэлектрик, этиловый спирт, титан, сплав, кислород, окисление, сложный карбид, температура, Кельвин.
Keywords: electrospark dispersion, dielectric, ethyl alcohol, titanium, alloy, oxygen, oxidation, complex carbide, temperature, Kelvin.
КиришYY■ втме металлдардын (титан, ванадий жана молибдендин) карбиддери бир топ уникалдуу касиеттерге ээ. Бул карбиддер отко чыдамдуулугу, жылуулук жана электр еткергYчтYГY, ар кандай агрессивдYY чейреде химиялык туруктуулугу менен айырмаланат. Ошондуктан алар енер жайда жана технологияда кебYреек колдонулууда.
И-С системасында бир Т^ карбиддик бирикме бар. Титан карбидинин эрYY температурасы(~3200 °С) кемYртектин кармалышына жараша болот. КемYртектин азайышы менен титан карбидинин эрYY температурасы 1645 °С чейин темендейт [1]. Титан карбиди кычкылданууга салыштырмалуу туруктуу. Титан карбидинин KYKYMYHYH 4500Сга жакын температурада [1], ал эми белYKчелерYHYH орточо елчемY 30 нм болгон нанокристаллдуу титан карбиди 3500Сда ТЮ2 пайда кылуу менен кычкылданышы темен^ оксиддердин (ТЮ^Ш03^Ш05) пайда болушу аркылуу жYрет [2]. Авторлордун [ 3] маалыматтары боюнча, 11000С жогору температурада кычкылтек катуу эритме катмары
ОшМУнун Жарчысы. Химия. Биология. География. №1 (2)/2023
аркылуу таралып, TiO пайда кылат. Титан карбиди туз, kykypt, фосфор кислоталарына жана щелочторго туруктуу, бирок азот кислотасында жана азот кислотасынын kykypt жана плавик кислоталары менен аралашмаларында эрийт [4].
V-C системасында V4C3 (15,01% С) жана V5C (4,5% С) формулаларынатуура келген эки фаза аныкталган. Ванадийдин поли карбиди гексагоналдык нык упаковкаланган тYЗYЛYшкe ээ. Фазалык бир тектYYЛYктYн аймактагы тeмeнкY чеги температурага кез каранды экени аныкталган. 10000С температурада VCo,74, 18000Сда VC 0,99 жана 21650С температурада VC0,60 курамына туура келет[1]. (MgCÜ3)4 ^Mg(OH)2 • 5H2O катышуусунда V2O5 оксидин магний-термикалык калыбына келтирYY жолу менен синтезделген, орточо бeлYкчeлeрYHYн eлчeмY 70 нмболгон нанокристаллдык ванадий монокарбиди
350-600°С температура диапазонунда кычкылданат [5]. Ванадийдин жана титандын карбиддеринин кYKYMYHYH 450-4800С да кычкылданышы аныкталган [6]. Кыйындык менен эрий турган металлдардын карбиддери эки жана ^п компоненттYY эритмелер тYPYHдe чоц кызыгууну туудурат, анткени татаал карбиддер жеке карбиддерге салыштырмалуу жогорку физикалык жана механикалык касиеттерге ээ.Ошондуктан eтмe металлдардын, анын ичинде титандын, ванадийдин жанамолибдендин
татаал карбиддеринин кислоталар менен аракеттенишин жана абадагы кычкылтек менен кычкылданышын изилдee актуалдуу маселе. Бул илимий иштин максаты кeмYртектYY диэлектрик чeйрeдe титан менен ванадийдин жана молибдендин куймасынан электр учкундук дисперстee методу менен синтезделип алынган
(TiхVуМOz)C татаал карбиддеринин кислоталар менен аракеттениши жана абадагы кычкылтек менен кычкылданышын изилдee.
Изилдее^н каражаттары жана ыкмалары
Изилдee объектиси катары диэлектрик чeйрeдe титан менен ванадийдин жана молибдендин куймасынан электр учкундук дисперстee методу менен синтезделип алынган (TiхVуМOz)С татаал карбиддер. Электр учкундук дисперстee методундагы учкун разрядынын энергиясы кыйындык менен эрий турган металлдарды, алардын куймасын суюк жана буу абалына чейин жеткирYYгe жетиштYY. Диэлектрик чeйрe болгон этил спирти карбиддердин пайда болуусу YЧYH кeмYртектин булагы катары колдонулат.
Татаал карбиддердин абадагы кычкылтек менен кычкылданышын температурадан (673, 873 жана 1173К ) жана убакыттан (60 мин., 120 мин.,180 мин.,240 мин.,300 мин.) ^з карандылыгын аныктоо y4YH татаал карбиддердин белгилYY массасын тартып алып, тигелге салып, ар бир температурада (60 мин., 120 мин.,180 мин.,240 мин.,300 мин.) муфельный меште (LE 4/11/R6 -2007) кармалды. Убакыт бYткeндeн кийин алынган YЛГY бeлмe температурасына чейин эксикатордо муздатылып, аналитикалык таразага (ВЛР-200г 2 класс) тартылды.
Ал эми эригичтигин аныктоо YЧYH "х.ч." маркасындагы кислоталар ( HNO3, HCl, H2SO4) колдонулду. Татаал карбиддердин белгилYY массасынан тартып алып, аларга туз, азот, kykyt кислотасынан куюлгандан кийинки татаал карбиддердин кислоталар менен аракеттенишYYCY 293К температурада 1440 минутага, ал эми 343- 353К температурада 120 минутага созулду. Татаал карбиддер центрифуга аркылуу кислотадан бeлYHYп алынып, нейтралдык чeйрeгe чейин суу менен жуулуп, калган масса кургаткыч шкафта кургатылып аналитикалык таразага (ВЛР-200г 2класс) тартылды.
Алынган татаал карбиддердин абадагы кычкылтек менен кычкылданышын, кислоталарда эригичтигин аныктоо YЧYH салмактык метод колдонулду.
Жыйынтыктар жана талкуулар
Титан менен V0,2Mo0,8 жана V0,1Mo0,9 куймаларынын электр учкундук дисперстee методу менен синтезделип алынган (TiхVуМOz)С татаалкарбиддеринин абадагы кычкылтек менен кычкылданышы 1, 2- таблицалардаберилди.
1-таблица -Ti-V0,2Mo0,8 системасынан алынган татаал карбиддердин абадагы кычкылтек
менен кычкылданышы
№ Кактоо убактысы, мин. менен Температура, К менен
673 873 1173
1. 60 -9% +6% -51%
2. 120 -8% +10% -51%
3. 180 -8% +6% -57%
4. 240 -9% +8% -53
Вестник ОшГУ. Химия. Биология. География. №1 (2)/2023
5. 300 -10% +6% -48%
293-673К де YлгYHYH массасы 8-10% ке чейин темендешYHYH себеби, карбиддик бирикмелерге адсорбцияланган этил спиртинин десорбциясы жана этил спиртинин молекуласы ажыраганда пайда болгон эркин кемYртектин кычкылданышына байланыштуу:
С + О2 = СО2
673-873Кде Ti-Vo,2Moo,8 системасында пайда болгон татаал карбиддердин массасы 6-10% га чейин жогорулап, карбиддер кычкылданып, металлдардын оксиддери пайда болот. 1173Кде масса 48-57% га чейин темендешYH себеби- пайда болгон ванадийдин (V) оксиди суюк агрегаттык абалга етYп бууланат, ал эми молибдендин (VI) оксиди возгонка болот.
2-таблица- Ti-Vo,9Moo,l системасынан алынган татаал карбиддердин абадагы
кычкылтек менен кычкылданышы
№ Кактоо убактысы, мин. менен Температура, К менен
673 873 1173
1. 60 -1,1% +27% +6%
2. 120 + 1% +25% +6%
3. 180 + 1% +28% +4%
4. 240 +2 % +25% +1%
5. 300 +5% +24% +0,8%
Таблицада керYHYп тургандай, 290-673К де алгачкы 60минутада алган YлгYHYH массасы 1,1% га темендеген, калган убакыттарда 1-5% га, 673-873К де 24-28% га, 873-1173К де 0,8-6% га чейин жогорулаган. 1- жана 2- таблицаларда керYHYп тургандай, титан менен Vo,2Moo,8 жана VoдMoo,9 куймаларынын электр учкундук дисперстее методу менен синтезделип алынган (TiхVуМOz)С татаал карбиддеринин абадагы кычкылтек менен кычкылдануусу, термикалык туруктуулугу татаал карбиддердин курамындагы металлдардын катышынан кез каранды.
(TiхVуМOz)C карбиддердин кислоталар менен аракеттениши 3 жана 4-таблицаларда келтирилген.
3- таблица - (Л ^0,2 - Moo,8) системасынан синтезделип алынган татаал карбиддердин
кислоталар менен ар акеттениши
№ Кислоталар Убакыт, мин. менен Тем-ра, К менен Эриген масса, % менен
1. 1440 293 89,2
2. H2S04 1440 293 80,4
3. HN0з 1440 293 40,2
4. 120 343 90,5
5. H2S04 120 353 97,0
6. HN0з 120 343 65,6
3-таблицада керYHYп тургандай (Т -Vo,2 - Moo,8)С системасынан пайда болгон татаал карбиддердин кислоталар менен аракеттенYYCY температурадан кез каранды. Концентрацияланган туз кислотасында 343Кде 293К ге караганда эригичтиги 1,0 эсеге, KYKYрт кислотасында 343Кде 293К ге караганда эригичтиги 1,2 эсеге жогорулаган болсо, ал эми азот кислотасында 343Кде293К караганда эригичтиги 1,6 эсеге жогорулаган.
4-таблица - (Ti -Vo,9 - Moo,l)С системасынан синтезделип алынган татаал карбиддердин _кислоталар менен аракеттениши_
Кислоталар Убакыт (мин. Темп-ра ( К Эриген масса (%
№ менен) менен) менен)
ОшМУнун Жарчысы. Химия. Биология. География. №1 (2)/2023
1. HCl 1440 293 64,2
2. H2SO4 1440 293 28,3
3. HNO3 1440 293 46,5
4. HCl 120 343 85,5
5. H2SO4 120 353 48,7
6. HNO3 120 343 45,5
4-таблицада KepYHYn тургандай (Ti -V09 - Moo,i)C системасынан пайда болгон татаал карбиддердин кислоталар менен аракеттенYYCY температурадан кез каранды. Концентрацияланган туз кислотасында 343Кде 293К ге Караганда эригичтиги 1,33 эсеге, кукурт кислотасында 343Кде 293К ге караганда эригичтиги 1,72 эсеге жогорулаган болсо, ал эми азот кислотасында тескерисинче 343Кде 293К ге караганда эригичтиги 1,02 эсеге темендеген.
Ошентип, титан менен Vo,2 - Moo,8, Vo,9 - Moo,i куймаларынан пайда болгон татаал карбиддердин кислотада эричичтиги температурадан жана кислотанын жаратылышынан кез каранды. Концентрацияланган туз жана ^курт кислотасында температуранын жогорулашы менен карбиддердин эригичтиги жогорулайт, ал эми азот кислотасында тескерисинче темендейт.
Кортунду
Электр учкундук дисперстее методу менен синтезделип алынган (TiхVуМOz)С татаал карбиддердин абадагы кычкылтекте кычкылдануусу, термикалык туруктуулугу, татаал карбиддердин курамындагы металлдардын катышынан, ал эми кислоталар менен аракеттениши температурадан жана кислотанын жаратылышынан кез каранды.
Адабияттар
1. Стормс Э. Тугоплавкие карбиды. - М.: Атомиздат, 1970. - С.12-29.
2. Synthesis of nanocrystalline titanium carbide with a new convenient route at low temperature and its thermal stability / J. Ma, M. Wu, Y. Du, S. Chen, G. Li, J. Hu // Materials Science and Engineering: B. - 2008. - Vol. 153, iss. 1-3. - P. 96-99. - doi: 10.1016/j.mseb.2008.10.025.
3. Войтович Р.Ф. Окисление карбидов и нитридов. Киев: Наук.думка, 1981. - 192 с.
4.Кипарисов С.С. Карбид титана. Получение, свойства, применение / Левинский Ю.В., Петров А.П./ - М.: Металлургия, 1987. - 216 с.
5. Low temperature synthesis of vanadium carbide (VC) / J. Ma, M. Wu, Y. Du, S. Chen, J. Ye,
L. Jin // Materials Letters. - 2009. - Vol. 63, iss. 11. - P. 905-907. -doi:10.1016/j.matlet.2009.01.033.
Ю.Л. Крутский, К.Д. Дюкова, Е.В. Антонова / Ю.Л. Крутский, К.Д. Дюкова, Е.В. Антонова и.др. О коррозионной стойкости высокодисперсных порошков карбидов некоторых переходных металлов// Научный вестник НГТУ 2015, том 58, № 1, С. 271-б.
