
книги из ГПНТБ / Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн
.pdfХарактеристика образцов к рис. 19-1
О б о |
|
Х и м и ч е с к и й |
П о р и с т о с т ь , |
|
з н а ч е |
|
|||
|
состав |
% |
||
н и е |
|
|||
|
|
|
||
О |
97% |
Sn02 ; 0,9% ZnO; |
0,4 |
|
|
0,1—1% Si; |
0,05—0,5% |
(кажу |
|
|
Fe; 0,01—0,1 |
Ca; 0,01% |
щаяся) |
|
• |
других |
примесей |
— |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Темпера
т у р н ы й и н т е р в а л , П р и м е ч а н и е , источник
"С
20—650 Спеченная форма; испытывалось интерферо метр ическим методом
[234] 20—700 Испытывалось дилато
метрическим методом [20]
|
|
19-5. Термодинамические свойства |
|
|
|||||
При |
температуре |
25° С |
|
удельная молярная |
теплоемкость |
окиси олова |
|||
52,63 кдж/(кмоль-град) |
[ 12,57 |
кал/(моль• |
град) |
] [11]. |
|
|
|
||
Удельная молярная теплоемкость двуокиси олова |
в работе |
[36] рассчитана по |
|||||||
формуле: |
С0 = 17,66 + 2,40 - Ю" 3 Т—5,16-106 |
Т~2, |
кал/(моль-град): |
||||||
|
|
|
|
298 |
400 |
500 |
600 |
700 |
|
Теплоемкость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кджЦкмоль- |
град) |
|
52,63 |
64,48 |
70,34 |
73,98 |
76,58 |
|
|
кал/(моль-град) |
• . |
|
12,57 |
15,40 |
16,80 |
17,67 |
18,29 |
|
|
|
|
. |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1300 |
1500 |
Теплоемкость: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кджЦкмоль- |
град) |
|
78,59 |
80,31 |
81,81 |
83,20 |
85,76 |
88,05 |
|
калЦмоль-град) |
• • |
. |
18,77 |
19,1 8 |
19,54 |
19,87 |
20,48 |
21,03 |
Теплоемкость окиси олова Sn0 2 для низких температур определена в [43]:
Температура, °К |
10 |
25 |
50 |
100 |
150 |
200 |
298,1 |
Теплоемкость: |
|
|
|
|
|
|
|
кдж/(кмоль-град) |
(0,084) |
(1,05) |
(6,49) |
20,85 |
32,91 |
42,29 |
52,63 |
кал/(моль-град) |
(0,02) |
(0,25) |
(1,55) |
4,98 |
7,86 |
10,10 |
12,57 |
Ниже приводятся значения некоторых термодинамических свойств окиси олова при комнатной температуре, температурах плавления и испарения:
Д # 2 9 8 |
—581 200 |
кдж/кмоль |
(—138,8 ккал/моль) |
[11] |
A f 2 9 8 |
—520 000 |
кдж/кмоль |
(—124,2 ккал/моль) |
[11] |
A S 2 9 8 |
52,3 кдж/(кмоль• град) |
[12,5 кал/(моль-град)} |
[11] |
|
Д # п л |
47 690 |
кдж/кмоль |
(11,39 ккал/моль) [16] |
|
Д # и с п |
314 000 |
кдж/кмоль |
(75 ккал/моль) [16] |
|
Зависимость термодинамических свойств окиси олова от температуры приведена в табл. 19-2 [36].
Термодинамические свойства окиси олова (Sn02 ) [36]
г, °к |
Hj — Н298 |
5 Т |
|
|
АН°Т |
|
|
|
АР°Т |
|
|
|||
кдж |
кал |
кдж |
кал |
кдж |
|
кал |
|
кдж |
|
кал |
||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
КМОЛЬ |
моль |
кмоль |
моль |
КМОЛЬ |
моль |
|
кмоль |
|
моль |
||||
298 |
|
|
|
|
52,3 |
12,5 |
—581 |
200 |
— 138 820 |
—520 400 |
— 124 |
300 |
||
400 |
6 |
320 |
1 510 |
70,51 |
16,84 |
- 5 8 0 |
700 |
— 138 700 |
— 499 |
500 |
— 1 19 300 |
|||
500 |
12 980 |
3 |
100 |
85,33 |
20,38 |
— 580 |
300 |
— 138 600 |
— 479 400 |
— 1 14 500 |
||||
600 |
20 |
010 |
4 |
780 |
98,19 |
23,45 |
— 586 |
600 |
— 140 |
100 |
— 457 |
600 |
— 109 |
300 |
700 |
27 |
420 |
6 |
550 |
109,6 |
26,18 |
— 585 |
300 |
— 139 |
800 |
— 436 |
700 |
- 1 0 4 |
300 |
800 |
35 |
130 |
8 |
390 |
119,9 |
28,63 |
— 584 |
100 |
— 139 |
500 |
— 415 400 |
— 99 200 |
||
900 |
43 |
040 |
10 |
290 |
129,2 |
30,85 |
— 582 |
800 |
— 139 200 |
— 394 |
400 |
- 9 4 |
200 |
|
1000 |
51 |
120 |
12 |
210 |
137 ,7 |
32,88 |
— 581 |
200 |
— 138 800 |
— 373 |
500 |
— 89 |
200 |
|
1100 |
59 |
410 |
14 |
190 |
145,6 |
34,77 |
— 579 |
100 |
— 138 500 |
— 352 |
300 |
— 84 |
200 |
|
1200 |
67 |
870 |
16 |
210 |
152,95 |
36,53 |
— 577 |
400 |
— 137 900 |
— 332 |
000 |
— 79 |
300 |
|
1300 |
76 |
450 |
18 216 |
159,8 |
38,17 |
— 575 |
300 |
— 137 |
400 |
— 311 |
500 |
- 7 4 |
500 |
|
1400 |
85 |
160 |
20 |
340 |
166,3 |
39,71 |
— 572 |
800 |
— 136 |
800 |
— 291 |
000 |
— 69 |
500 |
1500 |
93 |
960 |
22 |
440 |
172,3 |
41,16 |
— 571 |
500 |
— 136 500 |
— 271 |
300 |
— 64 |
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
19-6. |
Теплопроводность |
|
|
|
|
|
|
||
При |
температуре |
50° С |
коэффициент |
теплопроводности |
|
окиСи |
олова |
||||||||||
30,7 eml[м-град) |
|
[30]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
На |
рис. 19-2, 19-3 и в табл. |
19-3, 19-4 приведены зависимости |
коэффициента те |
||||||||||||||
плопроводности окиси олова от температуры и состава |
образцов. |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
100 |
200 |
300 400 |
500 |
|
200 |
400 |
600 |
800 |
|||||||
|
|
150 |
250 |
350 450 |
550 |
|
0 |
W0 |
300 |
500 |
|
||||||
|
36 |
— г |
|
|
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
34 |
|
|
\ |
|
|
|
|
|
0,080 ^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0,075 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
30 |
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0,070 ^ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
28 |
|
|
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0,065 |
"і" |
|
|
|
|
|
|
|||
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Л |
|
|
|
||||
І Г |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0,080 g |
|
|
|
|
|
|
||
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
0,055 ^ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
к |
22 |
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
0,050 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
t;c- |
|
|
|
|
|
|
|
t°c |
||
|
18 -wo |
о |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
200 300 |
|
200 |
0 |
200 |
400 |
500 |
||||||||||
Рис. 19-2. |
Зависимость |
коэффициента |
Р и с . 19-3. Зависимость коэффи |
||||||||||||||
теплопроводности |
окиси |
олова |
от тем |
циента |
теплопроводности |
окиси |
|||||||||||
|
|
|
|
пературы |
|
|
|
олова |
с различными |
добавками |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MgO |
от |
температуры |
|
О б р а з ц ы о б ж и г а л и с ь 0,5 ч при 1490° С
Таблица 19-3
Характеристика образцов к рис. 19-2
Обо |
Х и м и ч е с к и й |
|
з н а ч е |
состав |
|
ние |
||
|
||
О |
98% S n 0 2 ; примеси не |
да н ы
•97% SnO, ; 0 , 1 - 1 % Si;
|
0,9% ZnO; 0 , 0 5 - 0 , 5 Fe; |
|
|
0,1—0,1% Ca ; остальные |
|
|
примеси |
0,01% |
• Д |
98% |
S n 0 2 |
О |
98% |
S n 0 2 |
11 К р ж и ж а н о в с к и й
П л о т |
Т е м п е р а |
|
т у р н ы й |
||
ность, |
||
и н т е р в а л , |
||
кг/м3 |
||
°С |
||
|
||
6500 |
5 0 - 1 5 3 |
|
— |
45 |
|
6620 |
50 — 150 |
|
6570 |
47 — 120 |
П р и м е ч а н и е |
И с т о ч н и к |
||
О б ж и г а л о с ь |
1 ч пр и |
[30] |
|
1412° С; |
испытано |
в |
|
в а к у у м е |
|
|
|
Спеченная |
форма; |
[234] |
|
к а ж у щ а я с я |
пористость |
|
|
2,6% |
|
|
|
— |
|
[30] |
|
— |
|
[30] |
|
|
|
|
161 |
|
|
|
Х а д а я т с р и г т т и в б р а з ш м к р и с |
|
|
|||
я |
|
|
|
|
|
П л о т н о с т ь |
Т е м п е р а |
|
|
|
|
|
|
|
т у р н ы й |
||
її |
|
|
|
|
|
|
|
жяЕтераад |
|
|
|
|
|
|
|
"С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СУ |
,*SftO* ; 7 M # 0 , |
61,6% |
S*0* ; |
3 £ , 4 % MgO-, г и г р в - |
4225 |
4 5 — £ 5 0 |
||
|
cUMmwreeK. 9>,I2% |
|
|
|
|
|
||
О |
|
; |
71,4% |
Aof>»: |
2 » . 6 % M * » , |
гигрл - |
4865 |
45—148 |
|
««гбяичяоеть б>,(№&%^ |
|
|
fBrpo- |
|
|
||
|
2 $ я О * : « « О - , |
7 S , * % |
S n O , ; 21,1% MgO , |
5195 |
45—135 |
|||
О |
SSftO, |
: 2 M « 0 , |
*4,9>% |
S*>0»; |
15,1% MgO , г и г р о - |
5450 |
45—150 |
|
D |
7SftO* |
; SMffO-, 84,7% *nO*; I 0 , S % M«0 - , г я г р о с к е - |
5545 |
45—150 |
||||
|
пюяоеіь |
0,70% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19-7, Электрические свойства |
|
|
|||
|
Окись олова — полупроводник |
с электронной проводимостью, |
имеющий при |
|||||
телиперзтуре ЯУ'С удельное электрическое сопротивление |
4 -10* |
ж [11]; при |
||||||
|
10 |
і о * ж Ц І ) . |
|
|
|
|
|
|
|
Матиитяая восприимчивость окиси олова равна —3,98 |
10'9 кг'1 |
[11 ]. |
19-8. Взаимодействие с другими веществами
Окись олова нерастворима в воде и обладает хорошей химической стойкостью, не взаимодействует с большей частью кислот, очень устойчива к действию расплав-
лепного стекла, нерасгтрима |
в гидроокисях щелочных элементов, но растворяется |
|
в расплавленных щелочах. |
||
Причинами, ограничивающими применение окиси олова, являются высокая |
||
стоимость, |
восстановление |
и летучесть при температурах, ниже точки плавления |
0) |
|11|, |
|
Изделия ия SnOz обладают хорошей термостойкостью и применяются при уме ренных температурах в окислительных средах 111].
|
|
|
|
РАЗДЕЛ |
|
|
ДНАДЦАТЫЙ |
|
|
|
|
ОКИСЛЫ |
РЕДПОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ |
|
|
||||||
|
|
|
20-1. Окись |
лантана (La 2 0 3 ) |
|
|
|
|||
|
|
|
|
Общие |
сведения |
|
|
|
||
Молекулярная |
масса |
|
|
|
325,8182 |
|
|
|||
Молекулярный |
объем |
|
|
|
5 9 , 2 8 - Ю - 3 м3/кмоль [238] |
|
|
|||
Температура |
плавления, °С |
2305 |
(рекомендуемое |
значение) |
[11]; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
2315 [3]; 2317 [16]; 2207 [30]; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
2250+40 |
[238] |
|
|
|
» |
кипении, |
°С . . . |
|
|
4200 [11, 238] |
|
|
||
|
|
|
Кристаллическая |
структура |
|
|
|
|||
Энергии |
кристаллической |
решетки |
12 590 000 кдж/кмоль |
(3006 ккал/моль) |
[167]. |
|||||
Данные |
но кристаллическому строению окиси лантана |
приведены |
в табл. |
20-1. • |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
20-t |
|
|
|
Кристаллическая структура окиси |
лантана |
|
|||||
|
|
Сннгоння и тип решетки |
|
Параметр |
|
||||
|
|
|
решетки, А |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Тригональная, |
типа La2 Os |
|
|
а = |
3,945; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Ь = |
6,151 |
|
|
Кубическая, типа |
М л а 0 3 |
|
|
а = |
11,4 |
|
||
|
|
|
|
Плотность |
|
|
|
|
|
Теоретическая |
плотность окиси лантана 6510 кг/.и3 [11, 13, 30 ] . |
||||||||
|
|
|
|
Тепловое |
расширение |
|
|
|
|
Коэффициент |
линейного расширения |
окиси лантана при комнатной температуре |
|||||||
12,6- Ю - 6 |
град-1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Зависимость относительного удлинения расширения окиси лантана от темпе |
|||||||||
ратуры приводится на рис. 20-1. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
1,3 |
Ш |
600 |
800 |
1000 !200 |
|
|
|
|
|
1 |
I — 1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
иг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
Рис. |
20-1. Зависимость |
относи |
0,7 |
|
|
|
|
||
тельного удлинения |
окиси лан |
0,6 |
|
|
|
|
|||
тана от температуры |
[235] |
0,5 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Ofi |
|
А г |
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
А |
Г |
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t,°c |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
W0 |
|
|
|
|
|
|
|
50 200 |
BOO 800 1000 |
Коэффициент линейного расширения окиси лантана определен в [235]:
Температура, |
°С |
|
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
550 |
а-10» г р а д " 1 . . |
. |
5,86 |
7,92 |
8,45 |
9,11 |
9,38 |
9,78 |
10,05 |
10,36 |
10,46 |
10,68 |
|
Температура, |
°С |
|
600 |
650 |
700 |
750 |
800 |
850 |
900 |
950 |
1000 |
1050 |
а-10» град-1. |
. |
. |
10,88 10,99 11,20 |
11,42 |
11,61 11,77 11,81 11,98 12,01 |
12,04 |
||||||
Спектральный анализ показал наличие следующих примесей: 0,05% Sm; |
||||||||||||
0,04% Si; 0,02% |
Eu, 0,01% Fe, 0,0005% Mg, 0,02% Dy, 0,01% Gd. |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Термодинамические |
свойства |
|
|
|
|
|||
При температуре |
25° С |
удельная молярная |
теплоемкость окиси |
лантана |
||||||||
101,3 кдж! (кмоль-град) |
[24,2 |
калі (моль • град) ] [11]. |
|
|
|
|
На рис. 20-2 и 20-3 приводится зависимость теплоемкости окиси лантана от температуры.
11* |
163 |
100 |
300 |
500 |
700 |
900 |
1100 |
1300 |
сз |
|
|
|
|
1 — г— |
1 |
т,°к |
|
||
|
|
|
|
|
|
- 0,100 |
9- |
Рис. 20-2. Зависимость удельной |
0,4 |
|
|
|
|
|
|
теплоемкости окиси лантана от |
|
|
|
|
|
|
|
|
температуры [236] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дгаз
-ZOO О ZOO 400 600 800 1000
120 |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
20,00 |
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
/ |
/ |
|
20 о. |
Ц 16,00 |
|
|
|
|
|
|
8- |
|||
|
|
|
? '12,00 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
і} |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s; |
||||
|
|
|
|
|
|
Сі. |
|
|
|
|
|
|
|
X |
||
|
|
|
|
|
|
|
сі |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а- 40 |
А |
|
|
|
10 |
|
|
* |
8,00 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
— |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.4,00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
200 |
300 |
|
|
|
|
10 |
20 |
30 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Рис. 20-3. Зависимость молярной теплоемкости окиси лантана от тем |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
пературы |
[237] |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Удельная молярная теплоемкость окиси лантана |
в [16] рассчитана |
по формуле: |
||||||||||||||
= 28,86 + 3,07610"3 |
Т—3,275- |
106 Г " 2 , |
кал!(моль-град): |
|
|
|
|
|
||||||||
Температура, |
°К |
• • |
. . . |
298 |
400 |
500 |
|
|
600 |
|
|
700 |
||||
Теплоемкость: |
|
|
. . . |
109,4 |
117,5 |
|
|
124,8 |
|
127,2 |
||||||
кдж/'(кмоль • град) |
121,9 |
|
|
|||||||||||||
калі (моль-град) |
. |
. . . |
26,12 |
28,07 |
29,12 |
|
29,82 |
|
30,37 |
|||||||
Температура, |
°К |
• • |
. . . |
800 |
900 |
1000 |
|
|
1100 |
|
1173 |
|||||
Теплоемкость: |
|
|
. . . |
129,1 |
130,8 |
132,5 |
|
134,0 |
|
135,0 |
||||||
кдж1(кмоль • град) |
|
|
||||||||||||||
калі (моль-град) |
. |
. . . |
30,84 |
31,25 |
31,64 |
|
32,00 |
|
32,24 |
|||||||
Для низких температур теплоемкость окиси лантана определена в [168] |
||||||||||||||||
Температура, |
°К |
|
. . 16 |
20 |
|
50 |
100 |
160 |
|
200 |
298,1 |
|||||
Теплоемкость: |
|
|
2,20 |
3,60 |
|
22,94 |
54,18 |
79,89 |
91,53 |
108,0 |
||||||
кджі (кмоль-град) |
|
|||||||||||||||
кал/(моль-град) |
|
0,526 |
0,860 |
5,48 " 12,94 |
19,08 |
21,86 |
25,79 |
Ниже приводятся значения некоторых термодинамических свойств окиси лан тана при комнатной температуре и температуре плавления:
Д Я 2 9 8 |
—1 791 500 |
кдж/кмоль |
(—428,6 ккалімоль) |
[16, 36] |
|
Д ґ 2 в 8 |
—1 821 000 |
кдж/кмоль |
(—435 ккал/моль) |
[11] |
|
ASggg |
152,8 кдж/(кмоль-град) |
[36,5 кал/(моль-град)] |
[16] |
||
Д Я п |
75 000 кдж/кмоль |
(18 ккал/моль) |
[16] |
В табл. 20-2 приведена зависимость термодинамических свойств окиси лантана от температуры.
Термодинамические свойства окиси лантана [36]
т, ° к |
|
И-р — И2 |
58 |
|
|
s T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кдж/кмоль |
калмоль |
кдж/(кмоль-град) |
кал/(моль-град) |
|||
298 |
— |
|
|
— |
56,90 |
13,6 |
|
400 |
11 |
180 |
2 |
670 |
82,50 |
19,7 |
|
500 |
22 |
900 |
5 |
470 |
110,90 |
26,5 |
|
600 |
34 |
630 |
8 |
270 |
136,50 |
32,6 |
|
700 |
47 |
600 |
11 |
370 |
157,00 |
37,5 |
|
800 |
59 |
330 |
14 |
170 |
174,60 |
41 |
7 |
900 |
73 |
570 |
17 |
570 |
191,30 |
45,7 |
|
1000 |
87 |
380 |
20 |
870 |
203,90 |
48,7 |
|
1100 |
99 |
940 |
23 |
870 |
217,30 |
51,9 |
|
1200 |
( И З |
300) |
(27 |
070) |
(230,30) |
(55,0) |
|
|
|
|
д я ° г |
|
|
|
AF |
0 |
|
т, ° к |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кдж/кмоль |
кал/моль |
кдж/кмоль |
кал/моль |
||||||
298 |
— 1 794 ООО |
— 428 570 |
— 1 686 000 |
—402 600 |
||||||
400 |
- 1 |
794 |
000 |
— 428 |
350 |
— 1 646 |
000 |
— 393 |
100 |
|
500 |
— 1 792 |
000 |
— 428 050 |
— 1 610 |
000 |
— 384 |
500 |
|||
600 |
— 1 791 |
000 |
- 4 2 7 |
800 |
— 1 577 |
000 |
- 3 7 6 |
600 |
||
700 |
— 1 789 |
000 |
— 427 300 |
— 1 541 |
000 |
— 368 |
100 |
|||
800 |
— 1 788 |
000 |
— 427 |
050 |
— 1 507 |
000 |
— 360 000 |
|||
900 |
( - 1 |
785 |
000) |
( - 4 2 6 |
400) |
( - 1 |
470 |
000) |
( - 3 5 1 |
300) |
1000 |
( - 1 |
784 |
000) |
(—425 |
960) |
( - 1 |
434 |
000) |
( — 342 |
400) |
1100 |
( — 1 782 |
000) |
( - 4 2 5 |
700) |
( — 1 402 |
000) |
( — 234 |
900) |
||
1200 |
( - 1 |
801 |
000) |
( - 4 3 0 |
150) |
( - 1 |
369 |
000) |
( - 3 2 6 |
900) |
|
Электрические |
свойства |
|
|
|
WO |
900 700 500 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Окись лантана —изолятор, имеющий при температуре |
-f~" |
|
ifc |
|||||||
|
|
|
||||||||
500° С удельное электрическое |
сопротивление 1-Ю8 |
ом-м |
|
к |
|
|||||
[111; при 1100° С—1- 10* ом-м |
[11]; при 1500°С — |
Юомм |
|
|
||||||
[238]. |
|
|
|
|
|
|
V 2 |
|
||
Зависимость электропроводности окиси лантана от |
|
|||||||||
температуры приводится на рис. 20-4. |
|
|
|
|
||||||
Формула для расчета удельного электросопротивле |
|
|
||||||||
ния окиси лантана |
в интервале температур 600—1300° С: |
|
|
|||||||
Р = т |
^ е 1 |
3 5 0 0 / 7 " , ом-см |
( Г В ° К ) |
[238]. |
|
|
|
|
|
|
Магнитная |
восприимчивость |
окиси |
лантана |
равна |
|
|
|
|
||
—32- ІО"6 кг'1 |
[11 ]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75 |
1,00 |
1,25 |
Рис. 20-4. Зависимость электропроводности окиси |
|
|
1000 |
|
||||||
лантана от температуры [178] |
|
|
|
т;к |
|
|
|
|
|
|
Оптические |
свойства |
|
|
|
|
|
|
||||||
Цвет — белый |
[169]; показатель преломления |
1,85—1,95 |
[238]. |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
Взаимодействие |
с другими |
веществами |
|
|
|
|
||||||||
Окись лантана неустойчива на воздухе (гидратизируется), что ограничивает ее |
||||||||||||||||||
применение, так как изделия |
из L a 2 0 3 |
разваливаются через несколько дней в сухом |
||||||||||||||||
помещении. Растворима в кислотах [11]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Применяется |
как добавка |
к образцам |
из Z r 0 2 |
[164]. |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
20-2. Окислы церия |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
Общие |
|
сведения |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Молекулярная |
масса: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
С е 2 0 3 |
(полуторная |
окись) |
|
|
|
|
|
|
328,2382 |
|
|
|||||
|
|
Се0 2 (двуокись) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
172,1188 |
|
|
||||
|
Молекулярный объем: |
|
|
|
|
|
|
2 3 , 9 1 - Ю - 3 м3/кмоль |
|
|
||||||||
|
|
С е 0 2 |
|
плавления, °С: |
|
|
|
|
[238] |
|
||||||||
|
Температура |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
С е 2 0 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1690 |
[11]; 1687 [36]; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1700 |
[238] |
|
|
|
|
|
Се0 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
>2600 |
[1 , |
13, |
36, |
169]; |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2500 |
[17]; 2797 [30]; |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2600 |
[238] |
|
|
|
|
Температура |
начала размягчения |
С е 0 2 |
|
|
|
1650° С [17] |
|
|
|||||||||
|
Твердость |
С е 0 2 по шкале |
Мооса |
|
. . |
. |
|
6 |
[11]; 5 [164] |
|
|
|||||||
|
|
|
|
Кристаллическая |
|
структура |
|
|
|
|
|
|||||||
Энергия кристаллической |
решетки |
С е 0 2 10 622 000 |
кдж/кмоль |
|
|
|||||||||||||
(2537 |
ккал/моль) |
[167]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Данные по кристаллическому строению окислов церия приведены в табл. 20-3 |
||||||||||||||||||
[16]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
20-3 |
|
|
|
Кристаллическая |
структура |
окислов церия [16] |
|
|
|||||||||||
О к и с е л |
|
С и н г о н и я |
и тип |
р е ш е т к и |
|
|
|
|
|
|
о |
|||||||
|
|
|
П а р а м е т р р е ш е т к и , А |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
С е 2 0 3 |
|
|
Тригональная, |
типа |
L a 2 0 3 |
|
|
|
а = |
3,88; |
Ь = 6,06 |
||||||
|
С е 2 0 3 |
|
|
Кубическая, |
типа |
М п 2 0 3 |
|
|
|
|
|
а = |
11,17 |
|
||||
|
Се0 2 |
|
|
Кубическая, |
типа |
CaF2 |
|
|
|
|
|
а = |
5,416 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а = |
5,426 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Теоретическая |
плотность |
двуокиси |
церия |
С е 0 2 |
при комнатной |
температуре: |
||||||||||||
7130 |
кг/м9 |
(рекомендуемое |
значение) |
[11]; 7100 |
кг/м3 |
[30]; |
7300 |
кг/м2 |
[13]; |
|||||||||
7730 кг/м3 |
[17]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тепловое |
|
расширение |
|
|
|
|
|
|
|||||
В табл. 20-4 приведены средние коэффициенты |
линейного |
расширения |
С е 0 2 |
|||||||||||||||
по данным |
разных |
авторов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 20-4 |
|
Средние |
коэффициенты |
линейного |
расширения двуокиси церия |
||
И н т е р в а л |
а-10» град-1 |
|
|
|
|
т е м п е р а т у р |
|
П р и м е ч а н и е , |
источник |
|
|
°С |
|
|
|
|
|
100—500 |
8,6 |
|
[17] |
|
|
0—1000 |
8,5 |
|
[П] |
|
|
0—1200 |
11,9 |
Нулевая открытая пористость [164] 80% Се02 ; |
|||
0—1200 |
13,4 |
20% Zr0 2 |
[164]; открытая |
пористость |
0,3%. |
20—1200 |
12,1 |
Образец обжигался 2 ч при 1500° С |
Кажущаяся |
|
|
пористость 0,2%; истинная пористость 10,2%; |
||||
|
|
объемная |
плотность |
1290 кг/м3 |
[17] |
|
На рис. 20-5 приводится зависимость |
относительного удлинения окиси |
церия |
||||
С е 2 0 3 |
от температуры, а |
на рис. 20-6 — зависимость |
линейного |
расширения |
дву |
|
окиси |
церия 2 C e 0 2 V 2 0 4 |
от температуры |
в интервале |
25—450° С [30]. |
|
350 450 550 650 750 850 950
°>7\ч 'і т і ч 'і 'і 'і т і 'і 'і • ш
Рис. 20-5.|3ависимость относительного удли- |
Рис. 20-6. Зависимость |
относитель- |
|||||||||||||
нения окиси церия (Се 2 0 3 ) от температуры [ЗО] |
ного |
удлинения |
2 C e 0 2 V 2 |
0 4 |
от |
||||||||||
О б р а з е ц |
п р е д в а р и т е л ь н о н а г р е в а л с я |
д о |
|
|
температуры |
[30] |
|
|
|||||||
|
|
|
1090 — 1200° С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Линейное расширение покрытий из двуокиси церия (кажущаяся |
пористость |
||||||||||||||
6,5%, объемная плотность 6100 кг/м3) |
определено в [99]: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Интервал |
темпера |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
тур, |
°С |
|
20—100 |
100—200 |
200—300 |
300—400 |
400—500 |
500—600 |
|||||||
а - 1 0 е |
град'1 |
. . . . |
4,6 |
4,8 |
|
|
5,2 |
5,6 |
|
5,9 |
|
|
6,1 |
|
|
|
|
|
|
Термодинамические |
свойства |
|
|
|
|
|
|
||||
При температуре 20° С удельная теплоемкость двуокиси церия 0,384 |
кдж/(кг-град) |
||||||||||||||
[0,0918 кал/(г-град)] |
[17]; в интервале температур 20—335° С—0,409 |
кдж/[кг-град) |
|||||||||||||
[0,0978 |
кал/{г-град)] |
[238]; |
20—898° С—0,444 кдж/(кг-град) |
[0,106 |
кал/{г-град) |
] |
|||||||||
[238]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
температуре |
25° С |
удельная |
молярная |
теплоемкость |
двуокиси |
церия |
||||||||
63,2 кдж/'(кмоль-град) |
[(15,1 кал/(моль-град)] |
[11]. |
|
|
|
|
|
|
|
В табл. 20-5 приводится зависимость теплоемкости окислов церия от темпе ратуры.
|
|
|
Удельная молярная |
теплоемкость |
окислов |
церия |
|
|||
|
|
|
Т е п л о е м к о с т ь |
при т е м п е р а т у р е , |
"К |
|
|
|
||
О к и с е л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф о р м у л а д л я р а с ч е т а |
298 |
500 |
700 |
900 |
1100 |
1300 |
1500 |
1700 |
1900 |
2100 |
2500 |
107,5 |
115,1 |
122,7 |
130,2 |
137,7 |
145,3 |
152,8 |
160,4 |
170.2 |
- |
- |
Ср = 23,0 + |
9,0- Ю - 3 Г , |
|
25,68 |
27,5 |
29,3 |
31,1 |
32,9 |
34,7 |
36,5 |
38,3 |
40,64 |
|||||
|
|
калКмоль-град) |
[16] |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(1960° К ) ' |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С е 2 0 3
- |
120,7 |
123,9 |
129,2 |
134,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Ср = 25,17 + |
6,327- 1 0 ~ 3 Г , |
|
28,83 |
29,60 |
30,86 |
32,23 |
|
|
|
|
|
|
калКмоль-град) |
[240] |
|
(578° К ) |
|
|
(1116° К ) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
65,92 |
68,04 |
70,13 |
72,22 |
74,32 |
76,41 |
78,51 |
80.60 |
82,69 |
84,79 |
88,97 |
Ср |
= |
15,0 + |
2,5- 1 0 - 3 Г, |
С е 0 2 |
|
калКмоль- |
град) |
||||||||||||
15,745 |
16,25 |
16,75 |
17,25 |
17,75 |
18,25 |
.18,75 |
19,25 |
19,75 |
20,25 |
21,25 |
|
||||
|
д о |
2 5 0 0 ° |
К 136] |
||||||||||||
|
|
П р и м е ч а н и е . В д р о б н ы х о б о з н а ч е н и я х числитель в кджКкмоль-град), |
з н а м е н а т е л ь в |
калКмоль-град). |
•Ниже приводятся значения некоторых термодинамических свойств |
окислов |
||||||||||||
церия |
при комнатной температуре и температурах плавления и кипения: |
|
|
||||||||||
|
Д / / 2 9 8 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С е 2 0 3 |
. |
. . |
. —1 821 ООО кдж/кмоль |
(—435 ккал/моль) |
[16] |
|
|
|||||
|
Се0 2 |
. |
. . |
.—976 000 кдж/кмоль |
(—233 ккал/моль) |
[11, 238]; |
|
||||||
|
|
|
|
—1 089 000 кдж/кмоль (—260,18 ккал/моль) |
[1'6, 36] |
|
|||||||
|
298: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Се0 2 |
. |
: . |
.—972 000 кдж/кмоль |
(—232,1 ккал/моль) |
[11] |
|
|
|||||
|
А СО . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С е 2 0 3 , . |
. . |
. 140,3 кдж/(кмоль-град) |
[33,5 кал/(моль-град)] |
[16]; |
|
|||||||
|
|
|
|
91,32 кдж/(кмоль-град) |
[21,81 кал/(моль |
• град)} |
[36] |
||||||
|
Се0 2 |
. . . |
. 1,206 |
кдж/(кмоль-град) |
[28,8 кал/(моль-град)] |
[11]; |
|
||||||
|
|
|
|
74,1 |
кдж/(кмоль-град) |
[17,7 кал/(моль-град)} |
[16]; |
|
|||||
|
|
|
|
62,3 |
кдж/(кмоль-град |
[14,88 кал/(моль-град)] |
[36] |
|
|||||
|
А Я П Л : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С е 2 0 3 |
. . . . |
84 000 |
кдж/кмоль |
(20 ккал/моль) |
[16] |
|
|
|||||
|
С е 0 2 |
. . . . |
80 000 |
кдж/кмоль |
(19 ккал/моль) |
[16] |
|
|
|||||
|
С е 2 0 3 |
. . . . |
335 500 |
кдж/кмоль |
(80 ккал/моль) |
[16] |
|
|
|||||
Зависимость термодинамических свойств окислов церия от температуры |
приве |
||||||||||||
дена в |
табл. 20-6 и 20.-7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
20-6 |
|
|
Термодинамические свойства окиси |
церия |
(Се2 03 ) [36] |
|
|
|
|||||||
|
Hj |
— " 2 9 8 |
|
|
|
|
|
AF°T |
|
|
|||
Г, "К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кдж/кмоль |
|
кал!моль |
кдж/кмоль |
|
кал/моль |
кдж/кмоль |
кал/моль |
|||||
298 |
|
|
|
|
—1 821 000 |
—435 000 |
—1 723 000 |
—411 |
500 |
||||
400 |
10 050 |
|
2 400 |
—1 821 000 |
—435 000 |
—1 689 000 |
—403 500 |
||||||
500 |
23 030 |
|
5 500 |
—1 819 000 |
—434 500 |
—1 656 000 |
—395 500 |
||||||
600 |
33 910 |
|
8 100 |
—1 819 000 |
—434 500 |
— 1 622 000 |
—387 500 |
||||||
700 |
47 730 |
|
11 400 |
—1 817 000 |
—434 000 |
—1 591 000 |
—380 000 |
||||||
800 |
60 290 |
|
14 400 |
—1 817 000 |
—434 000 |
—1 558 000 |
—372 000 |
||||||
900 |
73 270 |
|
17 500 |
— 1 817 000 |
—434 000 |
—1 526 000 |
—364 500 |
||||||
1000 |
89 180 |
|
21 300 |
— 1 815 000 |
—433 500 |
—1 493 000 |
—356 500 |
||||||
1100 |
— |
|
• — |
— 1 834 000 |
—438 000 |
—1 459 000 |
—348 500 |
||||||
1200 |
— |
|
|
— |
— 1 834 000 |
—438 000 |
—1 426 000 |
—340 000 |
|||||
1300 |
— |
|
|
— |
—1 834 000 |
—438 000 |
—1 392 000 |
—332 500 |
|||||
1400 |
— |
|
|
— |
— 1 832 000 |
—4 375 000 |
—1 359 000 |
—324 500 |
|||||
1500 |
— |
|
|
— |
—1 832 000 |
—437 500 |
— 1 323 000 |
—316 000 |
|||||
1600 |
— |
|
|
— |
—1 830 000 |
-.437 000 |
—1 290 000 |
—308 000 |
|||||
1700 |
— |
|
|
— |
—1 830 000 |
—437 000 |
— 1 256 000 |
—300 000 |
|||||
1800 |
— |
|
|
— |
— 1 830 000 |
—437 000 |
— 1 223 000 |
—292 000 |
|||||
1900 |
— |
|
|
— |
—1 828 000 |
—436 500 |
—1 189 000 |
—284 000 |