CC BY
3КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ СПЛАВОВ СВИНЦА С МЕДЬЮ, В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ
Худойбердизода С.У., 1Ганиев И.Н.,
«Институт химии им. В.И. Никитина» НАНТ Эшов Б.Б., Муллоева Н.М.
ГНУ «Центр исследования инновационных технологий» при НАНТ
Исследование кинетики окисления металлов и сплавов с кислородом газовой фазы представляет научный и практический интерес. В процессе такого взаимодействия сплав загрязняется оксидными включениями, ухудшается качество поверхности, понижаются механические свойства изделий. Определение кинетических параметров и механизма окисления позволит получить дополнительную информацию о процессе окисления [1,2].
Твердый свинец при 250-320иС окисляется по параболическому закону с образование красновато- коричневого оксида, ровным слоем плотно прилегающего к металлу [3].
Настоящая работа посвящена исследованию влияния меди на кинетику окисления свинца, в твердом состоянии. Процесс окисления исследован методом термогравиметрии с непрерывным взвешиванием образцов [4]. Для получения исследуемых сплавов при температурах 600-650°С была использована шахтная печь сопротивления типа СШОЛ. Шихтовка сплавов проводилась с учётом угара металлов. Для изучения влияния добавок меди на кинетику окисления свинца были получены серии сплавов с содержанием меди в диапазоне 0.01-0.5 мас.%.
Окисления сплавов в твердом состоянии проводили на воздухе при постоянной температуре 473, 523 и 573 К. При растяжении пружины с помощью катетометра КМ-8 измеряли изменения веса образцов. Для исследования использовались тигли диаметром 1820 мм, высотой 25-26 мм из оксида алюминия. В работах [5,6] описано методики исследования кинетики окисления сплавов.
Результаты термогравиметрического исследования кинетики окисления сплавов свинца с медью, приведены в таблице 1, которые показывают уменьшение средней скорости окисления сплавов в зависимости от состава в пределах концентрации добавок 0.01-0.5 мас.% меди и увеличение от температуры исследуемых сплавов. Так, средняя скорость окисления исходного сплава в интервале температур 473-573 К имеет величину 2.58-10-4 -3.32-10-4 кг-м-2 сек-1, а для сплава, с добавкой 0.5 мас.% меди достигает величины 2.24-10-4 и
4 2 1
2.99-10- кг-м- сек- при тех же температурах. Эффективная энергия активации процесса окисления вышеуказанных сплавов при этом увеличивается соответственно от 35.02 до 50.00 кДж/моль.
Таблица 1- Кинетические и энергетические параметры процесса окисления сплавов _свинца с медью, в твёрдом состоянии_
Содержание меди в свинце, мас.% Температура окисления, К Истинная скорость окисления К'10 , кгм- с- Кажущаяся энергия активации, кДж/моль
0. 0 473 523 573 2.58 2.85 3.32 35. 02
0.01 473 523 573 2.45 2.70 3.16 42. 01
0.05 473 523 573 2.36 2.65 3.11 43. 26
0. 1 473 523 573 2.29 2.53 3.04 47. 98
0. 5 473 523 573 2.24 2.59 2.99 50. 00
Кинетические и энергетические параметры процесса окисления сплавов зависят от структуры образующей оксидной плёнки. Если образующаяся на образцах оксидная плёнка рыхлая, то процесс переноса кислорода через неё облегчается и, соответственно, увеличивается скорость окисления. Образование плотной пленки затрудняет транспорт кислорода через нее, что приводит к снижению скорости процесса.
В качестве примера на рисунке приведены кинетические кривые окисления, характеризующие изменение массы во времени для сплавов свинца, содержащего 0.1 и 0.5 мас.% меди, при температурах 473-573 К. Процесс окисления протекает с диффузионными затруднениями и заканчивается на 15- 20-й мин.
34 4* ** 4* '"ЫШИ О 1й : к н .г м м ^
Рисунок - Кинетические кривые окисления сплавов системы РЬ-Си, содержащих меди,
мас.%: 0.0(а); 0.01 (б); 0.05(в); 0.1 (г). 0.5(д). Таким образом, добавки меди увеличивают почти в 1.5 раза кажущуюся энергию активации процесса окисления свинца, в твёрдом состоянии. Константы истинной скорости окисления при одинаковых температурах у сплавов свинца с 0.05; 0.1 и 0.5 мас.% меди несколько меньше, чем у исходного свинца.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лепинских Б.М., Кисилёв В. Об окисление жидких металлов и сплавов кислородом из газовой фазы. // Изв. АН ССССР. Металлы. 1974. №5.С.51-54.
2. Талашманова Ю.С., Антонова Л.Т., Денисов В.М. Окисление жидких сплавов на основе свинца // Матер. конф. «Современные проблемы науки и образования», 2006. №2. С 75-76.
3. Отаджонов, С. Э.Влияние стронция на кинетику окисления сплава АК1, в твердом состоянии / С. Э. Отаджонов, И. Н. Ганиев, М. Махмудов, М. М. Махмадизода // Вестник Таджикского технического университета. Серия: Интеллект. Инновации. Инвестиции, 2018. -Т.44, -№4, -С. 64-68.
4. Ганиев И.Н., Джураева Л.Т.Окисление сплавов системы алюминий-иттрий // Расплавы. 1990. № 6. -С. 8790.
5. Джураева Л.Т., Ганиев И.Н. Окисление сплавов системы алюминий-неодим // Расплавы. 1995. № 4.- С. 35-39
6. Ганиев И.Н., Муллоева Н.М., Эшов Б.Б. Кинетика окисления сплавов Pb-Ca в жидком состоянии // Журнал физической химии. 2013. Т. 87. № 11. -С. 1894.
КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ СПЛАВОВ СВИНЦА С МЕДЬЮ, В ТВЕРДОМ СОСТОЯНИИ
Термогравиметрическим методом исследована кинетика окисления сплавов свинца с медью. Установлено, что добавки меди к свинцу увеличивает его стойкость к окислению, в твердом состоянии. Показано, что окисление сплавов протекает по гиперболическому механизму и имеет порядок 10' кг*м' %с .
Ключевые слова: сплавы свинца с медью, термогравиметрия, высокотемпературное окисление, скорость окисления, энергия активации.
THE KINETICS OF OXIDATION OF ALLOYS OF LEAD WITH COPPER,
IN SOLID STATE
The kinetics of oxidation of lead and copper alloys were studied by thermogravimetric method. It was found that the addition of copper and lead increases the oxidation resistance in the solid state. It was shown that the oxidation of the alloys according to the mechanism of the previous hyperbola has the order of 10' kg • m' • s' .
Key words: lead and copper alloy, thermogravimetry, oxidation, oxidation rate, active energy.
Сведения об авторах:
Худойбердизода Саидмири Убайдулло - ст. научный сотрудник Института химии В.И. Никитина АН Республики Таджикистан, _Адрес: Республика Таджикистан 734063, г. Душанбе, проспект Айни 299/1, телефон 92'792'37'92, E'mail: saidmir010992@mail. ru;
Ганиев Изатулло Наврузович - д.х.н., профессор, академик НАНТ, заведующий лабораторией ГНУ «Институт химии им. В.И. Никитина» НАНТ. Адрес: Республика Таджикистан 734063, г. Душанбе, ул. Айни, 299/2. Email: [email protected]
Эшов Бахтиер Бадалович - д.т.н., доцент, директор ГНУ «Центр исследования инновационных технологий» при НАНТ, Адрес: Республика Таджикистан 734063, г. Душанбе, ул. Айни, 299/3. E'mail: [email protected];
Муллоева Нукра Мазабшоевна - к.х.н., ведущий научный сотрудник, заведующий лабораторией ГНУ «Центр исследования инновационных технологий» при НАНТ, Адрес: Республика Таджикистан 734063, г. Душанбе, ул. Айни, 299/3. About the authors:
Khudoyberdizoda Saidmiri Ubaydullo ' Art. Researcher of the Institute of Chemistry V.I. Nikitin of Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan, Address: The Republic of Tajikistan 734063, Dushanbe, Aini Avenue 299/1, Phone 92'792'37'92, E'mail: [email protected];
Ganiev Izatullo Navruzovich ' Doctor of Chemical Sciences, Professor, Academician of the National Academy of Sciences, the Head of the Laboratory of the State Scientific Institution "Institute of Chemistry named after V.A.. Nikitin ". Address: Republic of Tajikistan 734063, Dushanbe, st. Aini, 299/2. E'mail: [email protected]. Eshov Bakhtiyor Badalovich ' Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Director of the State Scientific Institution "Center for Research of Innovative Technologies" at the National Academy of Science and Technology, Address: Republic of Tajikistan 734063, Dushanbe, st. Aini, 299/3. E'mail: [email protected] Mulloeva Nukra Mazabshoevna ' Candidate of Chemical Sciences, Leading Researcher, the Head of the Laboratory of the State Scientific Institution "Center for Research of Innovative Technologies" of the National Academy of Science and Technology, Address: Republic of Tajikistan 734063, Dushanbe, st. Aini, 299/3.
ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ МОЛИБДЕНА (V) С 1-ФЕНИЛ-2,3-ДИМЕТИЛПИРАЗОЛИН-5-ТИОНОМ В СРЕДЕ 4,0 МОЛЬ/Л HCI ПРИ 288 К МЕТОДОМ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ
Азизкулова О.А., Эгамбердиев А.Ш., Абдулхаева М.И., Хамидова Ф.Р.,
Джурабеков У.М.
Таджикский национальный университет
Ранее проводились исследования процессов комплексообразования молибдена (V) с 1-метил-2-меркаптоимидазолом, 1,2,4-триазолтиолом и 1-фенил-2,3-диметилпиразолин-5-
