Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн

.pdf
Скачиваний:
56
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.86 Mб
Скачать

Характеристика 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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 ,

 

 

 

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