Научная статья на тему 'О ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЭМУЛЬСИИ В СИСТЕМЕ AG-TE'

О ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЭМУЛЬСИИ В СИСТЕМЕ AG-TE Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
10
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИСТЕМА / РАСПЛАВ / УЛЬТРАЗВУК / ОБЛАСТЬ РАССЛАИВАНИЯ / МИКРОНЕОДНОРОДНОСТЬ / СЕРЕБРО / ТЕЛЛУР

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Нуров Курбонали Бозорович, Джураев Тухтасун Джураевич, Мухаббатов Хушнуд Курбонович, Насруллоев Хикматулло, Ходжиев Голибджон Курбонович

Комплексом исследований с применением методов измерения скорости распространения ультразвука, ДТА и закалки из жидкого состояния установлено, что расплавы системы Ag-Te в концентрационном диапазоне х =9 - 31 ат.% Te не разделяются на два слоя. Однако по результатам акустических исследований показана возможность образования термически устойчивых мелкодисперсных эмульсий.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE POSSIBILITY OF FORMATION OF THERMALLY STABLE FINE EMULSION IN THE AG-TE SYSTEM

A complex of studies using methods for measuring the velocity of propagation of ultrasound, DTA and quenching from a liquid state has established that melts of the Ag-Te system in the concentration range х = 9 - 31 at.% Te are not separated into two layers. However, the results of acoustic studies have been shown the possibility of the formation of thermally stable finely dispersed emulsions.

Текст научной работы на тему «О ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЭМУЛЬСИИ В СИСТЕМЕ AG-TE»

3. М. Д. Машковский. Лекарственные средства. - М.: ООО «Новая волна», 2002. -Т. 2. -608 с. - ISBN 5-7864-0129-4.

4. Бор // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. - М.: Советская энциклопедия, 1988. -Т. 1: А-Дарзана. -С. 299. - 623 с. - ISBN 5-85270-008-8.

5. Таскаев С.Ю. Бор-нейтронозахватная терапия рака: на финишной прямой, «Наука из первых рук» №5-6, 2016, стр. 44-56

6. Таскаев С. Ю., Каныгин В. В. Бор-нейтронозахватная терапия. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2016. 216 с.

7. Э.Д.Маматов. Физико-химические основы переработки боросиликатного сырья Таджикистана //Материалы VII-международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы химии товаров и народной медицины» Андижан, Узбекистан. 2020 г. -С. 137-139

8. Э.Д.Маматов. Физико-химические аспекты переработки боросиликатного сырья Таджикистана // Научный бюллетень. Серия: Химия, 2020, №3(47), -С. 43-53

СВОЙСТВА, МЕТОДИКА АНАЛИЗА, МЕХАНИЗМ И ФОРМА БОРА В РАСТВОРАХ И ПОЛУЧЕНИЯ БОРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ ДАНБУРИТА

В данной статье приведены результаты исследования механизма и формы нахождения бора в водных растворах и получение борной кислоты из данбуритовых руд месторождения АК-Архар. Установлены новые методики определения оксида бора в присутствии маннита и этиленгликоля Показана общая методика и практические применения методик определения оксида бора в растворах.

Ключевые слова: данбуритовая руда - борная кислота - методика анализа - растворы

THE PROPERTIES, METHODS OF ANALYSIS, MECHANISM AND FORM OF BORON IN SOLUTIONS AND PREPARATION OF BORIC ACID FROM DANBURITE

This article presents the results of the study of the mechanism and form of boron finding in aqueous solutions and the production of boric acidfrom danburite ores of the AK-Arhar deposit. New methods for the determination of boron oxide in the presence of mannitol and ethylene glycol have been established. The general methodology andpractical applications of methods for the determination of boron oxide in solutions are shown.

Key words: danburite ore-boric acid - method of analysis-solutions Сведения об авторе:

Маматов Э.Д. - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Института химии им. В.И. Никитина Национальной академии наук Таджикистана, 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/2 About the author:

Mamatov E. D. - Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher of V. I. Nikitin Institute of Chemistry of the National Academy of Sciences of Tajikistan, 734063, Republic of Tajikistan, Dushanbe, Aini str., 299/2

УДК 534.2:546.3

О ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЭМУЛЬСИИ В СИСТЕМЕ Ag-Te

Нуров К.БНасруллоев Х., Джураев Т.Дж., Мухаббатов Х.К., Ходжиев Г.К

ТГПУ имени Садриддина Айни, ТТУ имени академика М. Осими

Появление двух несмешивающихся жидкостей в монотектических сплавах при температуре выше монотектики приводит к структурным соотношениям. При катастрофическом и достаточном времене две металлические и полупроводниковые жидкости разделяются на два слоя, расположенных в соответствии с их плотностью: легкий слой будет находиться сверху, как слой масла над водой. Однако вполне возможно, что обе металлические или полупроводниковые жидкости образуют мелкодисперсную эмульсию, в которой мелкие капельки одной жидкости взвешены в другой. Какой из этих возможных случаев будет наблюдаться при данном режиме нагрева и охлаждения, будет зависеть от физико- химических характеристик исследуемых металлической или полупроводниковой системы, от условий образования второй жидкости и от возможностей расслоения жидкостей. Экспериментальные данные об этих характеристиках металлов и полупроводников в настоящее время в научных журналах отсутствуют и недостаточно изучены. В связи с изложенным вопрос о возможности образования мелкодисперсных эмульсии и

существовании области расслаивания расплавов в системе Л§-Те требует уточнения и поэтому мы исследовали расплавов этой системы с применением ультразвукового метода.

Функциональная блок-схема установки для измерений скорости распространения ультразвука и схема измерительной ячейки для исследований расслаивающихся расплавов предложена в [1-2].

Для приготовления сплавов использовали теллур марки ТЛ - 1 и серебро, которое подвергали трехкратной очистке по методике, описанной в работе [3]. Навески компонентов взвешивались с точностью 10 г и вакуумировались до 10 3 Па и закаливались в кварцевых ампулах.

В процессе нагрева ампулы с образцами при температуре 1200К выдерживали в течение 2 часов, далее нагревали до значения температуры 1500К, которых в последующем выдерживали при этой же температуре в течение времени равное 4 часам, периодически встряхивая, затем охлаждали до 1180К и, наконец, закаливали в 10%-ом растворе №С1 в водопроводной воде. Сплавленные образцы извлекались и тут же загружались в кварцевую измерительную ячейку.

Рабочий объем акустической установки откачивали до 10- Па и заполняли высокочистым аргоном до давления, на 0,1 - 0,15 превышающего атмосферное, с тем, чтобы исключить попадание воздуха в рабочий объём. Нагрев поводили до 1500К, тщательно перемешивали расплав возвратно-поступательными движениями верхнего подвижного звукопровода, снова выдерживали в течение получаса и вели измерения в режиме охлаждения. Перед проведением измерений, с учётом каждой температуры образцов исследуемых расплавов выдержали в течение времени - 20 мин. Значения температур контролировали посредством двух термопар - хромель-алюмелевой, а также и вольфрам-рениевой типа ВР5/20. А значения несущей частоты ультразвуковых импульсов составляли 0,9 - 1,2 МГц. При этом значения погрешности измерений составляла менее 0,3%.

Были проведены исследования образцов со следующими исходными составами: 9, 12, 15, 19, 20, 22, 25 и 31 ат.% Те, а остальное составило серебро. Для каждого исследуемого образца были сняты зависимости скорости распространения ультразвука ('1-^) от величины расстояния между рабочими торцами звукопроводов (и) при различных температурах. На рис. 1, в качестве примера, доказан набор таких зависимостей — /'1-характерисгик) для сплава исходного состава Л$0,81' ^0,19 Характеристики 1-6 отвечают температурам соответственно: 1419, 1398, 1368, 1220, 1193, 1173К. Видно, что при всех температурах, охватывающих диапазон ДТ =265 К, — /'1 -характеристики представляют прямые, параллельные оси ¡1. Следовательно, во всем исследованном интервале температур исследуемая жидкая среда оказывается практически однородной.

-г, к

8 12 " 20 Ь,тт

Рис. 1. Изменение скорости распространения ультразвука по высоте приразличных температурах в расслаивающемся расплаве исходного состава А $ о В1 19 1-1479, 2-1437, 3-1405, 4-1390, 5-1358, 6-1299, 7-1234, 8-1204 К.

Таким же детальным исследованиям были подвергнуты сплавы и остальных исходных составов. Оказалось, что и в них скорость распространения ультразвука не зависит от расстояния между рабочими торцами звукопроводов при всех исследованных температурах. На рис. 2 приведены кривые по температурным зависимостям и скорости распространения ультразвука. Линии 1 - 8 последовательным образом могут отвечать вышеприведенным исходным составам. Отсюда становится очевидным, что до температуры монотектики - 1166 К, которая указана в труде [4], а политермические линии скорости могут представить с собой плавные, а также и непрерывные функциональные зависимости температуры.

В случае расслаивающейся жидкости температурная зависимость скорости ультразвука с понижением температуры должна претерпевать, как показано в работе [4], разрыв и при дальнейшем понижении температуры вплоть до монотектической горизонтали изменяется по двум ветвям, характеризующим температурно-концентрационную зависимость в сосуществующих слоях жидкости. Следовательно, ни один из исследованных расплавов в данном случае не расслаивается. По данным работы [5], в расплаве исходного состава ' ^0,19 (кривая 4)

расслоение должно было произойти при 1388К. По результатам же акустических исследований в окрестности этой температуры политерма скорости ультразвука непрерывна, характеризуется плавной кривой с точкой перегиба. При абсолютной погрешности измерений, не превышающей ±4 м/с, на скорости распространения ультразвука сказалось бы изменение состава даже на 0,25 ат. % Те, поскольку, как следует из данных на рис. 2, концентрационный коэффициент составляет 30 м/с на один ат. %.

По методике проведения эксперимента некоторые расплавы пребывали в температурном диапазоне от температуры расслаивания до монотектической горизонтали в течение 7 - 8 ч. Учитывая, что в жидкой фазе скорость диффузии достаточно высока, этого времени для реализации процесса расслаивания вполне достаточно, однако в данном случае его не шблюдалось ни в одном из изученных сплавов. Кроме того образец исходного состава "^ол' ^0,19 перемешивали и выдерживали при температуре 1500 К, охлаждали со скоростью 10 К/мин до 1180 К, откачивали аргон до остаточного давления 10 Па, выдерживали в течение 8ч, затем отключали печь и охлаждали ячейку в нисходящем потоке аргона (аргон подавали в рабочий объём сверху, а снизу открывали вентиль в атмосферу).

Рис. 2. Концентрационно-температурные зависимости скорости распространения ультразвука в расплавах различных составов двойной системы Ад — Тв. 1-9; 2-12; 3-15; 4-19; 5-20; 6-22; 7-25; 831 ат. % теллура.

На образце, после этого, следов разделения на два слоя также не обнаружились. Заметим, что подобные эксперименты с расслаивающимися расплавами систем О О. — Тв, ¡71 — Тв„ Си — Тв совершенно четко обнаруживали двухслойный характер образцов, причем без всякой задержки вблизи соответствующих монотектических температур.

Наконец, мы проверили исследования образца исходного состава 2 методом ДТА.

Образец в количестве 4г загружали в кварцевую ампулу, откачивали до 10 0 Па и отпаивали. Ампулу с веществом нагревали до 1600 К в атмосфере аргона, выдерживали в течение 4 ч и вели запись дифференциальной термограммы от вольфрам-рениевых термопар в интервале температур АТ = 1200 - 1450 К. Термограммы снимали как в режиме охлаждения, так и в режиме нагрева со скоростью 2 - 10 К/мин. Тепловых эффектов в области 1388 К не обнаружили. В таком случае, комплекс проведенных экспериментальных исследований свидетельствует о том, что в системе Ад - Те в интервале концентраций ат. % Те расслаивания расплавов в

обычном понимании этого явления, как разделения всего объёма жидкой фазы на два слоя, не наблюдается.

Однако обращает на себя внимание нелинейный характер политерм 2 -7 на рис. 2. В однородных жидкометаллических средах (и в однокомпонентных, и в двухкомпонентных) скорость распространения ультразвука линейно убывает с ростом температуры [6-8]. Это связано с тем, что нагрев таких жидкостей сопровождается тепловым разрыхлением структуры, обусловленным увеличением межатомных расстояний и интенсификацией теплового движения атомов, без каких-либо структурных изменений. В данной системе такой характер изменений величины с температурой проявляется только на политермах 1 и 8, отвечающих составам 9 и 31 ат. % Те соответственно, т.е. тех составов, которые, по данным работы [5], являются граничными в концентрационном диапазоне области расслаивания.

В то же время кривые температурной зависимости скорости распространения ультразвука в расплавах остальных исследованных составов носят нелинейный характер и отличаются характерными перегибами при определенной температуре (рис. 2). Примечательно, что температуры перегиба у сплавов трех составов, обнаруживших тепловые эффекты при исследовании их методом ДТА в работе [5], совпадают с температурами указанных тепловых эффектов. Это дает основание, предположить, что расслоение в системе А§ - Те все же имеет место, однако это не обычное разделение на два слоя. Можно допустить, что вследствие образования большого числа центров выделения второй фазы в расплавах Ag - Те формируется очень тонкая

эмульсия, представляющая собой термодинамический устойчивую систему, которая при охлаждении или при механическом воздействии на нее не разделяется на две фазы. Область такого специфического расслаивания может быть нанесена на диаграмму состояния на основании данных, приведенных на рис. 2.

На рис. 3 представлен фрагмент диаграммы состояния системы Ag - Te. Темными кружками обозначены перекрывающиеся данные из работы [5] и результатов наших акустических исследований аналогичных сплавов. Учитывая вышесказанное, мы ограничили эту область пунктирной линией и считаем, что эта область существования мелко дисперсной термически устойчивой эмульсии, образование которой характеризует процесс специфического расслаивания в этой системе. Купол расслаивания характеризуется симметричной бинодалью. Критические параметры указаны в начале статьи по данным [5].

Таким образом, исследования акустических свойств расплавов Ag - Te показали, что расслоения, в обычном понимании этого явления как разделения всего объема расплава на два жидких слоя, нет. Этот факт подтверждается исследованиями методом ДТА, а также закалкой образцов из жидкого состояния.

Aß Ю 20 ЗО

Рис. 3. Фрагмент диаграммы фазовых равновесий системы Ад — 1 G, иллюстрирующий положение кривой моновариантного равновесия ЖИДКОСТЬ: Î-- ЖИДКОСТЬ2 в сочетании с монотектической горизонталью.

Однако нелинейный (с точками перегиба) характер температурных зависимостей скорости ультразвука указывает на возможность образования в данной системе мелкодисперсных эмульсий, термически устойчивых в широком температурном диапазоне. Фактически имеет место явление не обычного расслаивания, а «микрорасслаивания», область которого показана в виде купола на диаграмме состояния (рис. 3).

ЛИТЕРАТУРА

1. Глазов В.М. Исследование расслаивания расплавов в системе Sb-Se акустическим методом/ В.М. Глазов В, С.Г. Ким ,К.Б. Нуров //Изв. АН СССР. Неорганические материалы.-1990.-Т.26.-№?3.-С.526-529.

2. 2.Глазов В.М. Исследование расслаивания расплавов в системе Ag-Te/ В.М. Глазов , С.Г. Ким , К.Б. Нуров // Журнал физической химии. -1991.-Т.65.-№>8.-С.2049-2054.

3. Корякин Ю.Б. Чистые химические вещества/ Ю.Б. Корякин, И.И. Ангелов// -М. :Химия-1974.-408 с.

4. Нуров К.Б. Скорость ультразвука как свойства, чувствительные к атомной структуре и микронеоднородности конденсированныз фаз. /К.Б. Нуров, А.Н. Мирзозода, Т.Дж. Джураев// Материалы научно-практической конференции «Современные проблемы физики полупроводников». Душанбе - 2019. -С.40-43.

5. Wobst M. Obterflachenspannung und Dichte Schmelzflussigtr Legierungen von binaren Tellur- und Selensystemen mit gleichzeitig von Liegenden Mischungslucken und Weibin bungtn/M. Wobst // Wiss.Z. Techn Hochsch. Karl-Marx-Stadt-1970.-B.12.-H.4 .-S-393-414.

6. Нуров К.Б. Экспериментальное обнаружение кластерных структур расплавов металлов и полупроводников. /К.Б. Нуров, Т.Дж. Джураев //Материалы РНПК. Современные проблемы физики конденсированного состояния и ядерной физики. -Душанбе. - 2020. - С.113-116.

7. Гитис М.Б. О связи скорости звука и электропроводности в жидких металлах/ М.Б. Гитис, И.Г. Михайлов// Акустический журнал,-1966.-Т.12. вып. 5. -С.17-21.

8. Регель А.Р. Акустические исследования структурных изменений при нагреве расплавов полупроводников и полуметаллов/ А.Р. Регель, В.М. Глазов, С.Г. Ким//Физика и техника полупроводников-1986.-Т.20.-вып. 8. -С.1353-1376.

О ВОЗМОЖНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ЭМУЛЬСИИ В СИСТЕМЕ Ag-Te

Комплексом исследований с применением методов измерения скорости распространения ультразвука, ДТА и закалки из жидкого состояния установлено, что расплавы системы Ag-Te в концентрационном диапазоне х =9 - 31 ат.% Te не разделяются на два слоя. Однако по

результатам акустических исследований показана возможность образования термически устойчивых мелкодисперсных эмульсий.

Ключевые слова: система, расплав, ультразвук, область расслаивания, микро-неоднородность, серебро, теллур.

THE POSSIBILITY OF FORMATION OF THERMALLY STABLE FINE EMULSION IN

THE Ag-Te SYSTEM

A complex of studies using methods for measuring the velocity ofpropagation of ultrasound, DTA and quenching from a liquid state has established that melts of the Ag-Te system in the concentration range х = 9 - 31 at. % Te are not separated into two layers. However, the results of acoustic studies have been shown the possibility of the formation of thermally stable finely dispersed emulsions.

Key words: system, melt, ultrasound, separation region, micro-inhomogeneity, silver, tellurium. Сведение об авторах

Нуров Курбонали Бозорович-к.х.н., доцент кафедры экспериментальной физики ТГПУ имени Садриддина Айни. E-mail nurov-58@mail.ru моб. тел: 93-823-65-65., 900-50-39-34., Джураев Тухтасун Джураевич-д.х.н., профессор кафедры металлургии ТТУ имени академикаМ. Осими. E-mailmcm45@mail.ru

Мухаббатов Хушнуд Курбонович-к.т.н., доцент. зав. кафедрой экспериментальной физики ТГПУ имени Садриддина Айни. E-mail mhq71@mail.ru

Насруллоев Хикматулло-к.ф-м.н. доцент кафедры теоретической физики ТГПУ имени Садриддина Айни. E-mail hik-nasrulloev@mail.ru

Ходжиев Голибджон Курбонович-аспирант кафедры металлургии ТТУ имени академика М. Осими. About the authors:

Nurov Kurbonali Bozorovich - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Experimental Physics, TSPU named after Sadriddin Aini. E-mail nurov-58@mail.ru mob. tel: 93-823-65-65, 900-50-39-34,

Dzhuraev Tukhtasun Dzhuraevich - Doctor of Chemistry, Professor of the Department of Metallurgy, TTUnamed after Academician M. Osimi. E-mail mcm45@mail.ru Mukhabbatov Khushnud Kurbonovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor. the Head Department of Experimental Physics, TSPU named after Sadriddin Aini. E-mail mhq71@mail.ru

Nasrulloyev Hikmatullo - Ph.D. Associate Professor of the Department of Theoretical Physics, TSPU named after Sadriddin Aini. E-mail hik-nasrulloev@mail.ru

Khodzhiev Golibjon Kurbonovich - Post-graduate student of the Department of Metallurgy of the TTU named after academician M. Osimi.

УДК 541. 123. 6.

ДИАГРАММАИ МУВОЗИНАТХОИ ФАЗАГИИ СИСТЕМАИ K,Ca//SO4,HC03-H2O ДАР ^АРОРАТИ 500С

Солиев Щ Цабборов И., Мусоцонзода Ц., Зарипова М., Мухторов П.

Донишгоуи давлатии омузгории Тоцикистон ба номи Садриддин Айни

Яке кисми таркибии системаи панцкомпонентаи К,Са,/^04,НС03,Б-Н20 системаи чоркомпонентаи К,Са//804,НС03; -Н20 ба хисоб меравад. ^онуниятхои халшавандагй ва мувозинатхои фазагии дар ин система цойдошта, метавонад хамчун маводи ахборотй, инчунин дар коркарди техники ашёи минералии табий ва партовхои саноатй (истехсоли алюминий), ки аз ин намакхо ташкил ёфтаанд, истифода карда шаванд. Адабиёти тахлилшуда [1] нишон медихад, ки системаи мазкур дар харорати 50 С омухта нашудааст. Дар маводи пешшниходшуда сохтори диаграммаи мувозинатхои фазагии системаи К,Са/^04,НС03-Н20 барои хдрорати 50 С, ки бо истифодаи усули транслятсия [2,3] омухта шудааст, мавриди мухокима карор мегирад.

Барои пешгуи намудани сохтори диаграммаи мувозинатхои фазагии системаи К,Са/^04,НС03 -Н20 дар харорати 50 С, мутобик ба меъёрхои усули транслятсия [2,3], далелхои системаи секомпонентаи ин системаи чоркомпонентаро ташкилдиханда истифода бурда мешаванд.

Ба системаи чоркомпонентаи К,Са/^04,НС03-Н20 зерсистемахои секомпоненаи К2Б04-КНСО3-Н2О; СаSO4-Ca(НСOз)2-H2O; К2Б04-Са804 Н2О ва КНС03--Са(НС03)2-Н20 мувофик меоянд. Аз далелхои бадастомада оид ба халшавандагй ва мувозинатхои фазагии системахои секомпонентаи дар боло зикршуда ба чунин хулоса омадан мумкин аст, ки [4] оиди омузиши халшавандагии системахои секомпонентаи СаSO4-Ca(НСO3)2-H2O ва КНС03--Са(НС03)2-Н20 дар

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.