CC BY
9В работе приведены результаты исследования минералогического и химического составов алюмосодержащего сырья Шахдаринского и Мургабского месторождения с целью получения технического глинозема и других полезных компонентов. В результате проведенных исследований были найдены оптимальные условия химического состава. Достоверность полученных результатов подтверждена даннымирентгенофазового анализа.
Ключевые слова: Алюмосодержащее сырьё, кианит, силлиманит, обогащение, рентген, ситовой анализ, химический состав, минерал, биотит, гранит, мусковит.
THE RESEARCH OF PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF ALUMINUM-CONTAINING THE SOUTHWESTERN PAMIR RAW MATERIALS
The article presents the results of a study of the mineralogical and chemical composition of aluminum-containing raw materials from the Shakhdara and Murghab deposits in order to obtain technical alumina and other useful components. As a result of the studies carried out, the optimal conditions for the chemical composition were found. The reliability of the results obtained is confirmed by the data of X-ray phase analysis.
Key words: Aluminum-containing raw materials, kyanite, sillimanite, beneficiation, X-ray, sieve analysis, chemical composition, mineral, biotite, granite, muscovite.
Сведение об авторах:
Мухаббатов Хушнуд Курбонович-к.т.н., доцент кафедры экспериментальной физики ТГПУимени СадриддинаАйни, тел.: 938-35-31-35, E-mail: [email protected] Мирзоев Бодур-к.х.н., доцент кафедры теоретической физики ТГПУ имени Садриддина Айни, тел.: 900-80-11-84.
Алишери Зукурё-преподаватель кафедры экспериментальной физики ТГПУ имени Садриддина Айни, тел.: 987-62-62-41.
About the authors:
Mukhabbatov Khushnud Kurbonovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Experimental Physics, TSPU named after Sadriddin Aini, tel.: 938-35-31-35, Email: [email protected]
Mirzoev Bodur, PhD in Chemistry, Associate Professor of the Department of Theoretical Physics, Sadriddin Aini TSPU, tel.: 900-80-11-84.
Alisheri Zukure-teacher of the Department of Experimental Physics, Sadriddin Aini TSPU, tel.: 987-62-62-41.
УДК 620. 193 + 669. 715 ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЯ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ АБ1 С БАРИЕМ
Курбонова М.З., Рахимова Н. О., Эмомов И.А., Ганиев И.Н.
Таджикский национальный университет Дангаринский государственный университет Таджикский технический университет им. академик М. С. Осими
Алюминий и его сплавы широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве - лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной плёнкой А1203, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, неядовитость его соединений. Эти свойства сделали алюминий основным сырьём в авиационной и авиакосмической промышленности и в последнее время как композитными материалами и др. [1].
Разработка технологии получения новых материалов является объективной необходимостью технического и социального развития общества, без которых нельзя представить существенные достижения ни в одном из важных стратегических направлений науки и техники. По оценке экспертов, в ближайшие 20 лет 90% современных материалов будут заменены принципиально новыми, что приведет к технической революции практически во всех отраслях техники [2].
Большими запасами алюминия, обладающего рядом положительных физико-химических и технологических свойств, а также широкой сферой его использования в народном хозяйстве и почти во всех отраслях промышленности - авиационной, строительной, химической и т.д. [3-4].
Исследования фундаментального и прикладного характера являются базовыми, для разработки перспективных материалов. В частности, исследование процесса химической и электрохимической коррозии металлов и сплавов в современных условиях производства и их применение приобретают
важное значение, поскольку загрязнения оксидными или иными включениями могут привести к потере ценного металла, нарушению качества конечного продукта [5].
Сплавы алюминия с бериллием и барием относятся к перспективным материалам, поскольку они обладают ценным комплексом физико-механических свойств, наиболее важные из которых: легкость (2,0-2,4 г/см3), высокий модуль упругости (140-220гПа) и высокая прочность (450-600 мПа), пониженная чувствительность к надрезам и повторным нагрузкам. Все это создает благоприятные условия для эффективного применения их в конструкциях летательных аппаратов, в том числе в самолетостроении [6].
В последние годы для улучшения коррозионной устойчивости и электрохимических свойств алюминиевые сплавы микролегируются щелочноземельными металлами. Сплавы системы А1-Ве представляют большой практический интерес и относятся к числу подробно изученных двойных систем бериллия из всех изученных сплавов на основе бериллия. Сплавы данной системы обладают самой лучшей обрабатываемостью, пластичностью [7 -11].
Электрохимические методы давно и плодотворно применяют для изучения коррозии металлов, особенно потенциостатические. При помощи этих методов удалось получить информацию столь большой ценности, что ее смело можно отнести к наиболее существенным достижениям коррозионной науки. С применением потенциодинимических методов стало возможным оценить роль электродного потенциала в поведении металла (сплава) при пассивации и в пассивном состоянии. Оказалось, что зависимость скорости растворения от потенциала является важнейшей коррозионной характеристикой металла, которая может быть использована как для предсказания его коррозионной стойкости, так и для выбора способа защиты в заданных условиях [12-16].
В данной работе представлены результаты исследования электрохимических свойств алюминиевого сплава АБ1, легированных барием.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для приготовления сплавов были использованы алюминий марки А-85(ГОСТ 110669-2002, 2012), бериллий -БеМ1, барий - БаМ1.
При изучении электрохимических свойств тройных сплавов применяли следующий метод исследования. Сплавы для коррозионно-электрохимических исследований получали в шахтной печи сопротивления типа СШОЛ, с использованием алюминиевых лигатур. Применение лигатур дает возможность уменьшить угар легирующих металлов, а также получить сплавы исследуемых систем при более низких температурах. Из полученных сплавов отливали в графитовую изложницу стержни диаметром 8 мм и длиной 140 мм. Для получения одинаковой поверхности нижняя боковая часть образцов покрывалась смолой (смесь 50% канифоли и 50% парафина). Перед погружением образца в рабочий раствор его торцевую часть зачищали наждачной бумагой, полировали, обезжиривали, травили в 10%-ном растворе №ОН, тщательно промывали спиртом и затем погружали в электролит №С1 для исследования. Температура электролита в ячейке поддерживалась постоянная (20°С) с помощью термостата и-10 (погрешность + 0,2°С).
Электрохимические исследования проводили на потенциостате ПИ - 50 - 1.1 в потенциодинамическом режиме со скоростью развертки потенциала 2В/сек, с использованием программатора ПР - 8. Ток, отвечающий каждому значению потенциала, регистрировался в координатах «потенциал-ток» на автоматическом самописце ЛКД-4. В качестве электрода сравнения использовали хлорсеребряный, а вспомогательного - платиновый.
При электрохимических испытаниях образцы поляризовали в положительном направлении от стационарного потенциала, до значения тока 2А. Затем, образцы поляризовали в обратном направлении до предельного значения потенциала Е=-1,800В, в результате чего происходило растворение оксидной пленки. Наконец, для определения пассивной области, потенциала пробоя повторно записывали ход анодной кривой. На полученных, таким образом, потенциодинамических кривых, для оценки коррозионной стойкости сплавов, определяли следующие электрохимические характеристики: потенциал коррозии (Е.корр.) - установившийся в результате протекания сопряженных анодного и катодного процессов; потенциал питтингообразования (Еп.о.), которого определяли по перегибу на анодной кривой; потенциал репассивации (Ереп.) которого определяли по перегибу на обратной анодной кривой. Ток коррозии определяли графически на катодной кривой с учётом таффеловской наклонной вк= 0,12В, поскольку в нейтральных средах процесс питтинговой коррозии алюминия и его сплавов контролируется катодной реакцией ионизации кислорода [17, 18]. Скорость коррозии в свою очередь является функцией тока коррозии, находимой по формуле для алюминия:
К«орр.=1корр.к, где к=0,335г/А .час [18]
Оценка стойкости сплавов алюминия к питтинговой коррозии может быть осуществлена путем сопоставления значений потенциалов свободной коррозии и питтингообразования в одних и тех условиях испытаний [19,20].
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Для исследования тройных сплавов системы Al-Be-Ba, были получены серии сплавов вдоль двух разрезов: 1) первый разрез проходил вдоль постоянного содержания бария - 2,5% по массе, а содержание бериллия изменялось от 0,005 до 0,5% по массе; 2) второй разрез при постоянных содержаниях бериллия ровном - 1% по массе, а содержания бария изменялось от 0,01 до 0,5% по массе. Перед началом электрохимических измерений образцы выдерживали в электролите №С1 до достижения постоянного потенциала. Значения потенциала свободной коррозии устанавливали на основания зависимости потенциала (Е, В) от времени мин.). В табл.1 приведена зависимость потенциала свободной коррозии во времени для алюминиевого сплава АБ1, легированного барием. Как видно стационарный потенциал исследуемых сплавов в течение первого часа выдержки в среде электролита 3%-ного №С1 становится постоянным. При более длительной выдержке (1-3 сутки) электродный потенциал свое значение не меняет.
Как с ростом концентрации бария, так и с увеличением времени выдержки сплавы ха-растеризуется равномерным смещением потенциала в положительную область, что не наблюдается для алюминиево-бариевого сплава, легированного бериллием. Не зависимо от состава, потенциал свободной коррозии у всех исследованных сплавов к 40 - 60 минутам приобретает постоянное значение.
Однако, при легировании алюминиевого сплава М+2,5 %Ba (табл.2) до 0,01 мас.% бериллием, потенциал свободной коррозии смещается в положительную область, далее по мере увеличения концентрации бериллия до 0,1 мас.% наблюдается тенденция к росту значений потенциала свободной коррозии в отрицательную область, хотя она не провещает величину потенциала исходного сплава. Временная зависимость потенциала свободной коррозии у всех сплавов характеризуется смещением в положительную область.
Таблица 1. - Временная зависимость потенциала (х.с.э.) свободной коррозии (-Ес&кот, В) алюминиевого сплава АБ1 от содержания бария в среде электролита 3%-ного ^С
Время выдержки, мин. Содержания бария, мас.%
0,0 0,01 0,05 0,1 0,5
0 1,300 1,270 1,150 1,150 1,004
0,25 1,293 1,269 1,146 1,144 0,980
0,5 1,292 1,268 1,142 1,140 0,940
0,75 1,290 1,268 1,140 1,138 0,930
1 1.290 1.266 1,138 1,130 0,915
2 1,287 1,265 1,128 1,126 0,910
3 1,286 1,264 1,120 1,118 0,900
4 1,285 1,262 1,118 1,114 0,890
5 1,280 1,260 1,114 1,110 0,880
10 1,275 1,252 1,092 1,056 0,862
15 1,270 1,240 1,088 1,024 0,852
20 1,260 1,230 1,086 1,000 0,848
25 1,258 1,206 1,084 0,915 0,828
30 1,250 1,200 1,080 0,910 0,800
40 1,250 1,200 1,080 0,910 0,800
Таблица 2. - Временная зависимость потенциала (х.с.э.) свободной коррозии (-Есакорр., В) алюминиевых сплава А1+2,5% Ва от содержания бериллия в среде электролита
3%-ного ^С1
Время выдержки, мин. Содержание бериллия, мас.%
0,0 0,005 0,01 0,05 0,1
0 1,350 1,330 1,220 1,265 1,312
0,25 1,348 1,328 1,230 1,264 1,310
0,30 1,347 1,328 1,240 1,264 1,309
0,45 1,347 1,327 1,242 1,262 1,307
1 1,345 1,326 1,246 1,260 1,307
2 1,343 1325 1,240 1,256 1,305
3 1,340 1,326 1,230 1,250 1,298
4 1,336 1,327 1,222 1,246 1,296
5 1,334 1,325 1,214 1,242 1,294
10 1,326 1,324 1,206 1,240 1,286
15 1,318 1,321 1,188 1,237 1,282
20 1,315 1,320 1,182 1,235 1,278
25 1,308 1,320 1,174 1,220 1,278
30 1,306 1,319 1,166 1,220 1,275
40 1,306 1,319 1,166 1,220 1,275
-з -2 -1 18 I. А/Мг
Рис.1. Анодные потенциодинамические кривые (2 мВ/сек.) сплава А1+2,5%Ва, легированного бериллием, мас.%: 0,0 - (1); 0,005-(2); 0,01-(3); 0,05-(4); 0,1-(5).
На рис.1 представлены анодные ветви потенциодинамических кривых сплава А1+2,5%Ва, легированного бериллием. Динамика изменения потенциалов коррозии, питингообразования и репассивации для исходного сплава при легировании бериллием характеризуются плавным смещением в положительную область.
Приведенные в табл.3 основные электрохимические характеристики сплава системы А1+2,5%Ва с бериллием при скорости развертки 2 мВ/сек показывают характер и направления изменений основных показателей коррозии.
Таблица 3 - Электрохимические характеристики сплавов тройной системы А1- Ве-Ва в
среде 3-%-ного раствора ^С1 (скорость развертки 2мВ/сек)
Содержание Ве и Ва в алюминии, мас. % Электрохимических потенциалы,В Скорость коррозии
-Е ^ с&корр -Е ^корр Е ^п. о Е ^ реп. АЕ I -10-2 х корр. ■*■ ^ ТТ т3 К корр. 10
Ве Ва В А/м2 г/м2.час
- 2,5 0,950 0,960 0,680 0,750 0,270 0,30 1,0
0,005 2,5 1,306 1,300 0,670 0,700 0,636 2,40 8,04
0,01 2,5 1,319 1,300 0,670 0,700 0,649 2,33 7,80
0,05 2,5 1,166 1,250 0,670 0,700 0,496 2,09 7,00
0,1 2,5 1,200 1,240 0,670 0,700 0,670 2,00 6,70
0,5 2,5 1,275 1,240 0,670 0,700 0,605 2,38 7,98
1,0 - 0,840 1,300 0,680 0,730 0,160 2,50 8,4
1,0 0,01 1,200 1,410 0,700 0,800 0,500 3,15 10,6
1,0 0,05 1,080 1,400 0,720 0,820 0,360 2,23 7,5
1,0 0,1 0,910 1,380 0,720 0,840 0,190 1,24 4,6
1,0 0,5 0,800 1,370 0,720 0,860 0,080 1,19 4,2
Как видно, при легировании сплава А1+2,5%Ва с бериллием до 0,05 мас.%, наблюдается смещение потенциала коррозии в положительную область. Потенциала питтингоообразования при этом несколько смещается в отрицательном направлении оси ордината. Тенденция смещения в положительную область при легировании бериллием сплава А1+2,5%Ва характера и для потенциала свободной коррозии.
Плотность тока коррозии исходного сплава при этом уменьшается от 0,024 А/м до 0,020 А/м для сплава с 0,05 мас.% бериллием (табл.3). Дальнейшее увеличение концентрации бериллия приводит к увеличению значений основных коррозионных характеристик сплава А1+2,5%Ва. Оптимальная концентрации бериллия в плане улучшение коррозионностойкости сплавов соответствует 0,05 мас.% бериллия.
Что касается электрохимического поведения сплавов второго разреза, т.е. при постоянном содержании бериллия (1,0 мас.%) с добавками бария. Необходимо отметить, что бария до 0,5 мас.%,
смещает потенциал коррозии исходного сплава в более положительную область. Величины потенциала питтингообразования изменяется при этом в пределах погрешности измерения. Потенциал репассивации смещается в отрицательной оси ординат.
Основные показатели коррозии - плотность тока коррозии и скорость коррозии, по мере увеличения концентрации бария снижается. Легирование алюминиево-бериллиевого сплава АБ1 барием в пределах 0,1 - 0,5 мас.% можно считать оптимальным, так как эти сплавы характеризуются минимальной скоростью коррозии (табл.3).
Заключение
Для улучшения коррозионной устойчивости и электрохимических свойств алюминиевые сплавы АБ1 последние годы легируются щелочноземельными металлами. Для этого данное исследование посвящено изучению электрохимических свойств алюминиевых сплава АБ1, легированием бария.
Результаты исследования электрохимических свойств алюминиевого сплава АБ1, легированных барием показали, что в пределах 0,1 - 0,5 мас.% можно считать самым оптимальным, потому что эти сплавы характеризуются минимальной скоростью коррозии
ЛИТЕРАТУРА
1. Курбонова М.З., Ганиев И.Н., Эшов Б.Б. Коррозия алюминиево-бериллиевых сплавов с щелочноземельными металлами. Германия, Берлин.: LAM LAMBERT Academic Publishing, 2012г. 87с.
2. Курбонова М.З., Ганиев И.Н., Холикова Л.Р. Анодное поведения сплавов системы Al-Ca-Sr нейтральной среде // Сборник материалов CVI «Международная научно-практическая конференция «Современные исследования и перспективные направления инновационного развития науки (РИНЦ)» г. Кемерово, 25 февраля 2018», г. Кемерово: Центр научного развития «Большая книга», 2018.С. 25-34.
3. Дриц М.Е., Зусман А.М. Сплавы щелочных и щелочноземельных металлов. М.: Металлургия. 1986. 244с.
4. Воронов С. М., Металловедение легких сплавов, М., 1965;
5. Курбонова М.З., Ганиев И.Н., Холикова Л.Р., Назарова М.Т. Анодное поведения сплавов системы Al-Ca-Be нейтральной среде // Вестник современных исследований (научный центр «Орка»), г. Омск, 2018. С.61-67.
6. Вахобов А.В., Ганиев И.Н. Диаграммы состояния двойных и тройных систем с участием бария и стронция. Душанбе.: Дониш. 1992. 296 с.
7. Ганиев И.Н., Якубов У.Ш., Сангов М.М., Хакимов А.Х. Анодное поведение сплава АЖ5К10, модифицированного стронцием, в среде электролита NaCl // Вестник СибГИУ. 2017. №4 (22). С. 57-62.
8. Азимов Х.Х., Ганиев И.Н., Амонов И.Т., Джураева М.Ш. Сравнительное исследование анодного поведения сплава АЖ2,18, модифицированного литием, бериллием и магнием, в среде электролита №Cl // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2017. Т.15. №3. С.45-53.
9. Курбонова М.З., Ганиев И.Н., Эшов Б.Б., Назаров Х.М. Высокотемпературное окисления сплавов системы алюминий-бериллий//Материалы международной научно-практической конф. 16- Сессия Шурой Оли РТ (12- созыва) и ее историческая значимость в развитии науки и образования». ТТУ. Душанбе. 2002.С 111-112.
10. Обидов З.Р., Алиханова С.Д. и др. Цинк-алюминиевый сплав / Малый патент Республики Таджикистан № ТТ 199 // Приоритет изобретения от 11.11.2008 г.
11. Обидов З.Р., Алиева Д. и др. Цинк-алюминиевый сплав / Малый патент Республики Таджикистан № ТТ 276 // Приоритет изобретения от 19.05.2009 г.
12. Обидов З.Р., Амини Р.Н. и др. Цинк-алюминиевый сплав / Малый патент Республики Таджикистан № ТТ 309 // Приоритет изобретения от 23.02.2010 г.
13. Курбонова М.З., Ганиев И.Н., Одиназода Х.О. и др. Сплав на основе алюминия с бериллием/ Малый патент Республики Таджикистан №TJ 1002. //Приоритет изобретения от 14.06.2019г.
14. Томашов И.Д., Чернова Г.Л. Коррозия и коррозионностойкие сплавы. М.: Металлургия. 1973. 232 с.
15. Гасик Л., Игнатов В., Гасик И. Структура и качество промышленных сплавов и лигатур. Киев.: Техника. 1975. с. 187
16. Кеше Г. Коррозия металлов. М: Металлургия. 1984. 400 с.
17. Резенфельд И.Л., Перснанцева В.П., Зорина В.Е. Исследования анодного растворения алюминия в нейтральных средах. //Защита металлов. 1979.Т.15.№1. с.89-94.
18. Вайнер А.С. Справочник по защитно-декоративным покрытиям. М.: Металлургия. 1951.300 с.
19. Томашов И.Д., Чернова Г.Л. Коррозия и коррозионностойкие сплавы. М.: Металлургия. 1973. 232 с.
20. Фрейман Л.И. Макаров В.А. Брыксин И.Е. Потенциостатические методы в коррозионных исследованиях и электрохимической защите. Под ред. акад. Я.М. Колотыркина.- Л.: Химия, 1972, 240 с.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ АБ1 С БАРИЕМ
Большинство металлических элементов сплавляются с алюминием, но только некоторые из них играют роль основных легирующих компонентов в промышленных алюминиевых сплавах. Тем не
менее, значительное число элементов используют в качестве добавок для улучшения свойств алюминиевых сплавов.
Одним из эффективных способов защиты сплавов от окисления является легирование сплава добавками металлов, улучшающих структуру защитной оксидной пленки. Бериллий относится к числу таких элементов и известно его применение для защиты от окисления алюминий содержащих сплавов. Сплавы алюминия с бериллием и барием находят широкое применение при раскислении и модифицировании стали, а также при получении целого ряда комплексных лигатур. Это обусловлено тем, что оба компонента подобных сплавов облагают высоким средством к кислороду. Все это облегчает доступ кислорода к поверхности металла и ускоряет процесс окисления.
Сплавы содержащие щелочноземельные металлы вызывают большие сложности в связи с их высоким сродством к кислороду атмосферы при температурах металлургического производства. В связи с этим в работе исследована возможность защиты от окисления барийсодержащих сплавов путем легирования добавками бериллия.
Определено, что легирование бериллия увеличивает электрохимическую коррозию сплавов алюминия с барием. Легированием бария на системы алюминиевых сплавов АБ1 уменьшается скорость коррозии.
Ключевые слова: коррозия, сплав, легирование, электрохимические свойства, скорость коррозии, потенциодинамический режим, плотность тока.
THE ELECTROCHEMICAL BEHAVIOR OF AB1 ALUMINUM ALLOYS WITH BARIUM
In this article it is discovered that the most of the metallic elements are alloyed with aluminum, but only a few of them play the role of the main alloying components in industrial aluminum alloys. Nevertheless, a significant number of elements are used as additives to improve the properties of aluminum alloys.
One of the effective ways to protect alloys from oxidation is alloying the alloy with metal additives that improve the structure of the protective oxide film. Beryllium is one of such elements and its use is known to protect aluminum-containing alloys from oxidation. The glories of aluminum with beryllium and barium are widely used in the deoxidation and modification of steel, as well as in the production ofa number of complex ligatures. This is due to the fact that both components of such alloys are highly oxygen-sensitive. All this facilitates the access of oxygen to the metal surface and accelerates the oxidation process.
Alloys containing alkaline earth metals cause great difficulties due to their high affinity for atmospheric oxygen at the temperatures of metallurgical production. In this regard, the work investigated the possibility of protection against oxidation of barium-containing alloys by alloying with beryllium additives.
It has been determined that alloying with beryllium increases the electrochemical corrosion of aluminum-barium alloys. Barium alloying on AB1 aluminum alloy systems decreases the corrosion rate.
Key words: corrosion, alloy, alloying, electrochemical properties, corrosion rate, potentiodynamic mode, current density.
Сведение об авторах:
Рахимова Нахтия Одинаевна- Таджикский национальный университет, соискателя кафедры физическая и коллоидная химии. Адрес: 734025, Таджикистан, г. Душанбе, проспект Рудаки, 17. Телефон: (+992) 909-11-68-12.
Эмомов Исмоил Абдумаликович - Дангаринский государственный университет, соискателя кафедры обший и аналитический химии, Адрес: Таджикистан г. Дангара. Телефон: (+992) 000300140.
Ганиев Изатулло Наврузович - Таджикский технический Университета им. М.С. Осими, д.х.н., профессор кафедры «Технология химических производств», академик НАН Таджикистан. Адрес: 734042, Таджикистан, г. Душанбе, ул. акад. Раджабовых, 10. Email: [email protected]. Телефон: (+992) 93-572-88-99.
About the authors:
Kurbonova Mukadas Zavaidovna. - Ph.D.,the Head of the Department of Methods of Teaching Chemistry, Tajik National University. Address: 734025, Tajikistan, Dushanbe, Rudaki Avenue, 17. E-mail: [email protected]; Phone: (+992) 985154 233;
Rakhimova Nakhtiya Odinaevna - Applicant for the Department of Physical and Colloidal Chemistr, Tajik National University. Address: 734025, Tajikistan, Dushanbe, Rudaki Avenue, 17. Phone: (+992) 909-11-68-12.
Emomov Ismoil Abdumalikovich - Applicant for the Department of General and Analytical Chemistry, Dangara State University. Address: Tajikistan, Dangara. Phone: (+992) 000300140. Ganiev Izatullo Navruzovich - Doctor of Chemical Sciences, Professor of the Department of Technology of Chemical Production, Academician of the National Academy of Sciences of Tajikistan. Address: 734042, Tajikistan, Dushanbe, st. acad Radjabovs, 10. E-mail: [email protected]. Phone: (+992) 93-572-88-99.
УДК 534.2:546.3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ КРИТИЧЕСКОГО РАСПАДА В РАСПЛАВАХ
СИСТЕМ Pb-Cu И Pb-Zn
Нуров К.Б., Джураев Т.Дж., Ходжаев Ф.К., Мухаббатов Х.К.
ТГПУ имени Садриддина Айни, ТТУ имени академика М. С. Осими
Изучение координат критического распада несмешивающихся фаз в системах Pb-Cu и Pb-Zn проводилось импульсно-фазовым методом, сущность которого описана в [1]. Во время исследований рабочий объем акустической установки откачивали до 10-2 Па и в целях исключения попадания воздуха в него заполняли высокочистым аргоном до давления, превышающего атмосферное на 0.1-0.15 Па. 2-3 МГц составила несущая частота ультразвуковых импульсов. Погрешность измерений не превышала 0.1%. На торцы звукопроводов наносили тонкий слой борного ангидрида B2O3 толщиной около 10 мк для получения устойчивого акустического контакта между волноводами и расплавами.
Результаты измерений скорости распространения ультразвука по высоте расплава Р Ъ 0 i 3 5Си 0 i 6 5 при различных температурах представлены на рис. 1. Следует отметить, что перед измерениями при каждой температуре расплавы выдерживали в течение 20 минут.
tr" . 1 fï -
Рис. 1. Кривые зависимости изменения скорости распространения ультразвука от температуры
по высоте столба расслаивающегося расплава (РЬ0.35Сио.65) в системе РЬ-Си: 1-1317; 2-1291; 3-1271; 4-1258; 5-1248 К.
Можно видеть , что при температуре 1317 и 1291 К (линии 1 и 2) х>3 — К характеристики представляют прямые параллельные оси И, т.е. скорость ультразвука не зависит от высоты столба, что и должно быть для однородного раствора. Характер проявления линии 3 изменился, и она расположилась на ступень выше, т.е. при 1271 К гомогенный расплав распался на две жидкости. Затем при 1258 и 1248 К величина ступеньки Д х>3 увеличилась (4 и 5 характеристики), что указывает на повышение концентрационного разрыва в проявляющихся слоях с понижением температуры. Ступеньки 3 и 5 х>3 — К характеристик фиксируются с наибольшей точностью при одной и той же высоте. Подтверждение того, что граница между образовавшимися слоями при изменении температуры от расслаивания до монотектики находится в одном положении, свидетельствует о перераспределении атомов элементов без изменения объема фаз и массы. Поэтому данный состав можно считать критическим, а температуру х>3 — К характеристики 3, которая фиксируется чётко, -критической.
Определяя характеристики для расплавов других концентраций, можно выстроить весь
купол распада на диаграмме состояния. Для этого по полученным данным строится концентрационно-температурная зависимость скорости ультразвука. Такая зависимость в виде политерм 1-8 с исходными концентрациями (15, 20, 30, 35, 40, 50, 60 и 65 ат.% РЬ, соответственно) компонентов для расплавов системы РЬ-Си представлена на рисунке .
Образовавшаяся огибающая кривая представляет собой концентрационно-температурную зависимость х>3 вдоль купола распада. Все политермы при Т > Ткр имеют отрицательный наклон к оси температур. Подобное изменение скорости ультразвука объясняется тем, что выше критической температуры существует гомогенный расплав. Так как политермы линейно спадают с температурой,
