CC BY
5вводят в неё новые субстанции, например, «тёмную» энергию и материю, существование которых также необходимо доказать. Есть и другие теории, например [10] «циклическая, как нескончаемая череда сжатия и расширения Вселенных». И это может сопровождаться явлениями, причиной которых являются повышение температуры («тёмной» энергии) и появление присоединённой массы («скрытой» массы), обусловленное цикличностью и пояснённое выше. Таким образом изложенное выше даёт основания полагать, что возможно «скрытая» масса, это присоединённая масса, а «тёмная» энергия - энергия предыдущего цикла.
Список литературы
1. Китайгородский А.И. Введение в физику. Изд.-во «Наука», 1973. - 688 с.
2. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Изд.-во «Наука», 1969.-824с.
3. Богданов В.И., Ханталин Д.С. Выходные устройства с резонаторами-усилителями тяги для реактивных двигателей. // ИФЖ. 2022. Т 95, № 2. с. 448-458.
4. Богданов В.И., Кувтырев Д.В., Ханталин Д.С. О проблеме сходимости результатов
расчётных и экспериментальных исследований сопла с резонатором-усилителем тяги. Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьёва. Рыбинск. 2021. №4 (59).
5. Bogdanov V.I., Zhukov S.V. On the issue of creating a driving force without ejecting reactive mass: theory and preliminary results of experimental research. DOI: 10.34660/INF.2021.14.95.025. International Conference ,,Process Management and Scientific Developments''. Birmingham, United Kingdom (Novotel Birmingham Centre, November 24, 2021). Part. 1. Pp.180-186.
6. Селиванова В.В. Боеприпасы, т.1, изд-во МГТУ им. Баумана, 2016.-506с.
7. Гельфер Я. М. Законы сохранения. М., Наука. 1967. -264 с.
8. Паули В. Современные проблемы физико-химии. М.,1938, стр. 23.
9. Елисеев Ю.С., Манушин Э.А., Михальцев В.Е. и др. Теория и проектирование газотурбинных и комбинированных установок - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000.-640 с.
10. Колпакова А.В., Власенко Е.А. Загадки и тайны Вселенной. - М.: ОЛМА Медиа Групп, 2014.-256с.
м.т. 8-910-974-47-63
УДК 53.09
ОБ ИЗМЕНЕНИИ СОПРОТИВЛЕНИЯ БИНАРНОЙ СМЕСИ КШО4-КН2РО4 В ПРОЦЕССЕ
ВЫСОКОВОЛЬТНОГО РАЗРЯДА
Гаджиев Синдибад Магомедович12
д.х.н., профессор Гаджиев Амран Синдибадович12 кандидат физ.мат.наук, доцент Эфендиева Гюльпери Сабировна1
Соискатель
'Дагестанский Государственный университет;
2Дагестанский Государственный Университет Народного Хозяйства
г. Махачкала
DOI: 10.31618/NAS.2413-5291.2022.1.82.619
АННОТАЦИЯ
По осциллограммам тока и напряжения изучено изменение сопротивления бинарной системы KHSO4-KH2PO4 различных составов во времени в процессе высоковольтного разряда при температуре 500К (расплав). Сопротивление образцов вначале уменьшается и через 15-20 мкс достигает минимума, затем снова увеличивается и стабилизируется, не достигая исходного значения (высоковольтная активация)
ANNOTATION
The change in the resistance of the binary system KHSO4 -KH2PO4 of various compositions with time during a high-voltage discharge at a temperature of 500K (melt) was studied from current and voltage oscillograms. The resistance of the samples first decreases and after 15-20 ^s reaches a minimum, then increases again and stabilizes, not reaching the initial value (high-voltage activation)
Ключевые слова: сульфаты, фосфаты, бинарные смеси, высоковольтный импульсный разряд; вольт-секундные характеристики.
Key words: sulfates, phosphates, binary mixtures, high-voltage pulsed discharge; volt-second characteristics.
Протонные твердые электролиты (ПТЭ), особенно гидросульфаты и дигидрофосфаты щелочных металлов, находят широкое практическое применение. В первую очередь это связано с тем, что ПТЭ более низкую температуру фазового перехода (до 400 К) в высокопроводящее состояние по сравнению с другими твердыми
электролитами [1]. Достаточно отметить, что дигидрофосфат калия эффективно используется для генерации второй гармоники, гидрофосфаты рубидия и цезия, являясь сегнетоэлектриками, используются в качестве электрооптических модуляторов, как и ячейка Керра.
В работах [2,3] исследовано влияние сильных импульсных электрических полей на проводимость индивидуальных протонных твердых электролитов КШ04 и КН2РО4. В гидросульфате калия проводимость возрастает на 500 %, а в дигидрофосфате калия на 180 %. Состояние с избыточной проводимостью (ВИР-активация) в них сохраняется длительное время со временем релаксации порядка 104с. Бинарные системы этих электролитов обладают некоторыми
преимуществами. В первую очередь, бинарные системы обладают большей ионной проводимостью, чем индивидуальные
электролиты. С другой стороны в них снижается температура перехода в высокопроводящую твердую фазу. Снижение температуры перехода в высокопроводящую фазу имеет большое значение
для экономии энергии при технологических процессах, например, при создании химических источников тока (ХИТ).
Настоящая работа посвящена временным характеристикам разряда, а, именно, изменению сопротивления электролитов бинарных смесей гидросульфата и дигидрофосфата калия различных концентраций во времени в процессе высоковольтного разряда. Для
осциллографирования процесса высоковольтного разряда использовали цифровой импульсный запоминающий двухканальный осциллограф АКТАКОМ АСК-3106 с выходом на ЭВМ. Характерные осциллограммы тока и напряжения в образцах до пробойных явлений приведены на рис.1.
Рис.1. Характерные осциллограммы тока (1) и напряжения (2) в бинарной системе КНБ04 - КН2РО4
Осциллограммы показывают, что вначале напряжение быстро возрастает и, достигнув максимума, через время г начинает значительно медленнее спадать по экспоненте. Вместе с этим происходит и изменение величины тока, но амплитудного значения он достигает позже - г0 (через 10-15 мкс). Так как весь процесс происходит во времени, то, измеряя расстояние от нулевой линии до точек, соответствующих данному времени, и, зная чувствительность установки по напряжению и току, можно проследить, как изменяется сопротивление электролита (или проводимость) в зависимости от времени в процессе разряда.
По осциллограммам тока и напряжения через каждые 2,0 мкс были измерены напряжение (/(/) и ток /(/). По ним вычислялась сопротивление электролита Щ) в процессе разряда, определяемое как £/(/)//(/). Правомерность вычисления сопротивления по мгновенным значениям напряжения и тока объясняется тем, что маквелловское время релаксации, вычисленное по формуле [4]
££
г
1 '
(1)
(здесь £ - диэлектрическая постоянная, £ -
диэлектрическая проницаемость среды, 1 -удельная электропроводность электролита) в этих электролитах имеет порядок 10-10 с, что значительно меньше времени разряда - 5.10-5с.
Сопротивление электролита со временем, измеренное по осциллограммам в процессе разряда, достигает наименьшего значения в после достижения квазистационарного тока, когда ёПМ = 0. Время установления минимального сопротивления в канале зависит от амплитуды импульсного напряжения, приложенного к образцу. Чем больше амплитуда напряжения, тем меньше это время.
На рис.2 показано изменение сопротивления электролита во времени в процессе разряда в гидросульфате и дигидрофосфате калия различных составов при 500 К и амплитуде импульсного напряжения 3,7 кВ.
1:. мкс
Рис. 2. Изменение сопротивления твердого электролита КН$04-КН2Р04 во времени в процессе высоковольтного разряда при 500 К при амплитуде импульсного напряжения 3,7 кВ.
Сопротивление электролита, рассчитанная по осциллограммам, оказывается минимальным через 17-20 мкс, а квазистационарный ток максимальным через 10-12 мкс после начала высоковольтного разряда. При этом минимальное сопротивление при амплитуде импульсного напряжения 3.7 кВ в электролите состава 85%КН804/15%КН2Р04 3,1 раза меньше исходного (рост проводимости составляет 210 %). В дальнейшем сопротивление электролита в процессе разряда начинает увеличиваться и примерно через 30 - 35 мкс стабилизируется, не возвращаясь к исходному значению. Уровень активации данного электролита составляет 150 %. Об аналогичных результатах для
других электролитов ранее сообщались в работах [5,6].
Эти результаты позволяют утверждать, что активация электролитов осуществляется именно в процессе импульсного высоковольтного разряда. С увеличением амплитуды импульсного напряжения уровень активации увеличивается. Следует отметить, что аналогичные результаты впервые были получены в бинарной системе гидросульфатов натрия и цезия [5].
В таблице 1 приведены данные по уровню активации бинарных смесей гидросульфата и дигидрофосфата калия при 500 К.
Таблица 1.
Высоковольтная активация дигидрофосфатов рубидия и цезия
Электролит Т, К Аа/а0,%
15 % КШ04 500 87,6
30 % КШ04 500 124,8
50 % КШ04 500 135,4
70 % КШ04 500 140,7
85 % КШ04 500 150,3
Как видно из этой таблицы, наибольшая активация наблюдается у состава 85 % КЖ04 -15 % КН2Р04. По мере увеличения содержания дигидрофосфата калия активация уменьшается.
По мере увеличения амплитуды высоковольтного напряжения скорость нарастания тока увеличивается и время установления максимума тока (время установления квазистационарного тока) уменьшается, т.е. смещается к началу процесса разряда. Время достижения максимальной мощности,
выделяющейся в канале разряда, также незначительно смещается в сторону меньших времен с ростом амплитуды импульсного напряжения.
В общем случае следует рассматривать
следующие возможные пути увеличения проводимости при высоковольтных разрядах: пробой электролита; появление электронной составляющей проводимости; тепловые эффекты, связанные с ВИР; изменение механизма проводимости с дефектного на туннельный (связанное с фазовым переходом); разложение электролита; увеличение концентрации протонных дефектов; рост подвижности носителей заряда. Полученные результаты однозначно объясняются разрушением Н-связей и снятием релаксационного торможения. Вклад других причин незначителен.
Литература
1. Багрянцева Н.И. Среднетемпературные протонные проводники на основе смешанных
гидросульфатов и дигидрофосфатов щелочных металлов. Диссертация на соискание ученой степени к.х.н. - Новосибирск. -2014.-129с.
2. Гаджиев С.М., Гусейнов Р.М., Гебекова З.Г., Гаджиев А.С. Влияние высоковольтных импульсных разрядов на проводимость протонного твердого электролита KHSO4 и его расплава.//Электрохимия. -1998. -Т.34, № 1. -С.106-110.
3. Гаджиев С.М., Шабанов О.М., Гаджиев А.С., Алиева С.С., Эфендиева Г.С. Предельная электропроводность твердого электролита KH2PO4. Вестник Дагестанского государственного университета. 2014. Вып.1. Естественные науки. С. 14-22.
4. Калашников С.Г. Электричество. -М.: «Наука». Гл.ред.физ.мат.лит. 1985. -576 с.
5. Gadzhiev S.M., Shabanov O.M., Gadghiev A.S., Shalikhova A.M., Alieva S.S., Efendieva G.S. High-Voltage Electrical Conductivity and Its Postactivation Relaxation in the Binary NaHSO4 -CsHSO4 System. //Russian Metallurgy (Metally). -2015. -Vol. -No 2, -pp. 103-109.
6. Гаджиев С.М. Вольт-секундные характеристики высоковольтного разряда в бинарных смесях дигидрофосфатов рубидия и цезия. Национальная Ассоциация Ученых (НАУ). 29/56. 2020. С.55-58.
