Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

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

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

15.86 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 3419 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 > Следующая >>>

Зависимость линейного расширения от температуры приведена на рис. 20-16 и табл. 20-16.

300 500 700 900 1100 Т,°К

п—г—р—п—п—л—п—п—г>—п—гт—

Рис. 20-16. Зависимость от носительного удлинения оки си самария от температуры

Таблица 20-16

Характеристика образцов к рис. 20-16

		Т е м п е р а т у р
О б о з н а ч е	П л о т н о с т ь	ный
ние	П л о т н о с т ь	и н т е р в а л
		°С

О	95% теоре 20—740
	тической
П"	20—1000

П р и м е ч а н и е Источник

Образец получен горячим	[301
прессованием при 1800° С в
графитной форме	[244J
Обжигался 2 ч при 1500° С.	[244J

При 1500° С замечалось спе кание

Термодинамические

свойства

В интервале температур 0—1000° С

удельная

молярная теплоемкость окиси

самария

138 кдж/(кмоль-град)

[32,9 кал/(моль-град)

] [17, 165]; 299

кдж/(кмоль-град)

[71,4

кал/(моль-град)]

[243].

Зависимость

теплоемкости

окиси самария

от

температуры

приведена

на

рис.

20-17, 20-18.

300

500

700 900

1100 1300

Рис/20-17. Зависимость удельной теп-

§ 0,5

лоемкости окиси

самария от темпера-

0,4

туры

(меньше

0,5%

Nd,

0,4% Eu,

0,3%

Gd,0,2% Dy, Ho, Pr)

[244]

$ _ Q 3

' 0

200 400 600

800

1000

Ниже приводится теплоемкость окиси самария:

Интервал

температур,

°С

0—400

0 - 800

0-1000

Теплоемкость:

кджНкг-град)

0,396

0,403

0,395

кал/(г-град)

0,0946

0,0962

0,0944

Значение удельной молярной теплоемкости окиси самария для ряда температур, рассчитанные по формуле Ср = 25,9 + 7,0- 10~3 Т, кал/(моль-град), приведены ниже:

Температура,	°К	•	• . .	.	298	500	700	900	1100
Теплоемкость:
кдж/ (кмоль • град)			. .	.	117,2	123,1	129,0	134,8	140,7
кал/(моль-град			. . .	.	22,99	29,4	30,8	32,2	33,6
Температура,	°К	•	• • .	.	1300	1500	1700	1900	2100
Теплоемкость:
кдж/(кмоль • град)			. .	.	146,5	152,4	158,3	164,1	170,0
кал/(моль	• град)		. . .	.	35,0	36,4	37,8	39,2	40,6

При низких температурах молярная теплоемкость окиси самария принимает значения [237]:

Температура, °К	. • • 10	25	50	100	150 200 298,15
Теплоемкость:

кдж/(кмоль-град) 1,281 8,072 27,29 57,91 80,43 95,97 114,6 кал/(моль-град) 0,306 1,928 6,518 13,831 19,21 22,92 27,37

Ниже приводятся значения некоторых термодинамических свойств окиси сама рия при комнатной температуре и температурах плавления и кипения:

Д Я 2 9 8	—1 800 000 кдж/кмоль			(—430 ккал/моль) [16]
Д-^298	—1	719* 000 кдж/кмоль		(—410,5 ккал/моль)			[36]
AS2 98	152,8	кдж/(кмоль-град)		[36,5 кал/(моль-град)]			[16]
Л Я п л		84 000	кдж/кмоль	(20	ккал/моль)	[16]
Д # к и п		335 000	кдж/кмоль	(80	ккал/моль)	[16]

В табл. 20-17 приводится зависимость термодинамических свойств окиси сама рия от температуры [36].

	Термодинамические	свойства окиси самария [36]
			AF°T
Г, ° к
	кдж/кмоль	кал/моль	кдж/кмоль	кал/моль
298	— 1 817 ООО	—434 000	—1 719 000	—410 500
400	—1 817 000	—434 000	—1 692 000	—404 000
500	— 1 815 000	—433 500	—1 664 000	—397 500
600	— 1 815 000	—433 500	— 1 637 000	—391 000
700	— 1 813 000	—433 000	—1 612 000	—385 000
800	—1 813 000	—433 000	— 1 585 000	—378 500
900	— 1 813 000	—433 000	—1 560 000	—372 500
1000	— 1 781 000	—425 500	—1 532 000	—366 000
1100	— 1 781 000	—425 500	—1 507 000	—360 000
1200	— 1 779 000	—425 000	—1 480 000	—353 500
1300	—1 779 000	—425 000	—1 455 000	—357 500
1400	—1 778 900	—425 000	—1 428 000	—341	000
1500	— 1 777 000	—424 500	—1 403 000	—335 000
1600	—1 777 000	—424 500	— 1 377 500	—329 000
1700	— 1 836 000	—438 500	— 1 350 000	—322 500
1800	— 1 836 000	—438 500	—1 321 000	—315 500
1900	— 1 834 000	—438 000	—1 294 000	—309 000
2000	— 1 834 000	—438 000	—1 266 000	—302 500

Теплопроводность

При

температуре

1000° С

коэффициент

теплопроводности

окиси

самария

2,1

вт/(м-

град)

[0,05 калі (см-сек-град)]

[17].

Зависимость теплопроводности твердого раствора Sm 2 0 3 — Qd 2 0 3

от температуры

приведена на рис. 20-19 и в табл. 20-18.

300

500

700

900 ООО

0,0100,

т —

'Г

1 —

1 —1—

0,0075 5.

0,0050 х

Рис. 20-19. Зависимость

коэффици

ента

теплопроводности

твердого

•0,0025 |

раствора S m 2 0 3 — G d 2 0 3

от

темпе

ратуры

[30 ]

200

600

0,0000

800 1000

Характеристика

образцов

к рис. 20-19

Таблица

20-18

Т е м п е р а т у р

О б о з н а ч е

ный

П р и м е ч а н и е

ние

П л о т н о с т ь

интервал,

°С

Плотный

образец

200—875

Обожжено до плотного со

•

стояния

Пористый

образец

600—870

Обожжено до более низкой

температуры; совершенно по

ристый

Электрические свойства

Формула для расчета удельного электросопротивления окиси самария в интер вале температур 600—1300°С

Р =

Г 4 7 2 4 Є І 3 4 0 0 / Г ' о м - с м { ? в

°Ю Г 2 3 8 ! '

Диэлектрическая

проницаемость спеченной Sm 2 0 3 (при частоте

1 кгц) 21,5 [17].

Оптические

свойства

Цвет окиси

самария

светло-желтый

[238].

Цвет окиси самария после обжига до 1300—1500° С рыжевато-коричневый

[244].

Показатель

преломления 1,82

(смесь

кубических

и моноклинных

решеток, раз

мер частиц 1—2 мкм)

[243] 2,04—2,06 (при размере частиц 10—20 мкм) [17].

На рис. 20-20 и в табл. 20-19 приведена зависимость

излучательной

способности

окиси

самария

от

температуры.

0,9

600

800

W00 1200 ЩО W00 1800

0,8

0,7

Рис.

20-20. Зависимость излуча

о-

тельной способности окиси сама

и>0,5

рия от температуры

ОЛ

о-

N. *к

П л о т н о с ть

7620

кг/м3

[246 ]

0,3

> >»

-0

0,2

t, "С

0,1

300

500

700

900

1100 1300

1500

Характеристика образцов к рис. 20-20

Таблица

20-19

О б о з н а ч е н и е

Т е м п е р а т у р н ы й

П р и м е ч а н и е

и н т е р в а л , °С

350—1650

Образец

обжигался

при 1850° С;

•

X =

0,3—5 мкм

мкм

750—1650

То

же, А, = 0,640

700—1650

То

же, X =

1 мкм

Взаимодействие

с другими

веществами

Высокотемпературная

форма

окиси

самария

разрушается

кипящей

воде.

При увеличении

температуры прокаливания, растворимость

воде

уменьшается.

При 1500 и 1700° С устойчива в Н 2 [17].

Окись самария взаимодействует с кремнием и окисью стронция, а с окислами кобальта, гафния, циркония и тория образует твердые растворы [243].

Окись самария — слабоосновной окисел, хорошо растворяется в разбавленных кислотах и растворе хлористого аммония. С повышением температуры обжига ско

рость растворения	в	кислотах	уменьшается;		после прокаливания	и оплавления
растворяется в кислотах только			в присутствии		перекиси водорода	[238].
		20-6.	Окись	европия	( Е и 2 0 3 )
			Общие	сведения
Молекулярная		масса			351,9182
Молекулярный		объем			47,90-10"3 м3/кмоль	[238]
Температура	плавления				2050+30° С [17]; 2047° С [30]

Кристаллическая структура

Данные по кристаллическому строению окиси европия приведены в табл. 20-20. Температура превращения 1050° С [243].

Кристаллическая структура окиси				европия	Таблица	20-20
Кристаллическая структура окиси				европия	Е и 2 0 3
С и н т о н ия и тип			П а р а м е т р р е ш е т к и		И с т о ч н и к
р е ш е т к и			П а р а м е т р р е ш е т к и		И с т о ч н и к
р е ш е т к и
Объемоцентрированная			а = 10,860 ± 0,06 А		[16, 17,	165,
кубическая, типа Т1	2 0	3	а = 10,860 ± 0,06 А		243]
кубическая, типа Т1	2 0	3			243]
Моноклинная			а = 13,944 А; Ь =	3,581 А;	[243]

с= 8,676 А,

a:b : с= 3,89 : 1 : 2,42;

Р= 98° 30'

Плотность

Теоретическая плотность окиси европия при комнатной температуре для куби ческой Е и 2 0 3 7340 кг/м3 [17, 165, 243], 7420 кг/м3 [30, 238]; для моноклинной Е и 2 0 3 8180 кг/м3 [243].

Тепловое расширение

Средний коэффициент линейного расширения окиси европия по данным различ ных авторов приведены в табл. 20-21.

				Таблица 20-21
Средний		коэффициент	линейного расширения	окиси еяропия
И н т е р в а л	а-	10е град'1	П р и м е ч а н и е		Источник
т е м п е р а т у р , °С	а-	10е град'1	П р и м е ч а н и е		Источник
т е м п е р а т у р , °С
0—600		10,1	Образец обожжен при	1500° С	[165]
30—800		10,5	Горячепрессованный образец с плот		[165]
		ностью 95% теоретической, вероятно
0—1000		моноклинный окисел			[165]
0—1000		10,3	—		[165]
0—100		10,4	—		[238]
0—1200		10,3	Образец обожжен при	1500° С	[165]

На рис. 20-21 приводится зависимость линейного расширения окиси европия от температуры:

0,9300 400 500 600 700 800 900 10001100

f: к

0,7

Рис. 20-21. Зависимость относитель 0,5 ного расширения окиси европия от

температуры

0,3
0,1	t,'с
-0.1	t,'с

О п р е д е л я л а с ь		интерферометрическим
методом; о б р а з е ц п о л у ч е н			горячим
прессованием	в	графитовой	ф о р м е ,
плотность	95%	теоретической	[30]

0 100 200 300 400 500 60П 700 800

Термодинамические свойства

В интервале температур 273—1073° К удельная теплоемкость окиси европия 139,4 кдж/(кмольград) [33,3 кал/мольград)] [238].

Удельная теплоемкость окиси европия определена в [17, 165]:

Температура, °С		0—400		0—500	0—600	0—700	0—800
Средняя теплоемкость:
кдж/(кг-град)	.	. . .	0,413	0,399	0,419	0,394	0,396
кал/(г-град)		0,0987		0,0953	0,100	0,0942	0,0947
Малярная теплоемкость:
кдж/(кмоль-град)		. • .	145,5	140,5	147,7	138,9	139,5
кал/(моль-град)	.	. . .	34,75	33,55	35,20	33,18	33,31
АЯ 2 9 8 окиси европия	—1 629 000 кдж/кмоль (—389,6 ккал/моль)						[238].
Ниже приводится зависимость энтальпии окиси европия						от температуры [165]:
Температура, °С		0—400		0—500	0—600	0—700	0—800
Энтальпия:
кдж/кг			165,0	201,8	251,5	277,8	317,8
кал/г			39,4	48,2	60,06	66,38	75,9
		Оптические		свойства
Цвет окиси европия кремовый по [238], бледно-розовый по [169].
Показатель преломления		1,87 (окись 99,7% чистоты; размер частиц около 1 мкм,
скопление до 40 мкм по [17, 243], 2,03 (при прокаливании до 1400 °С) по [17].
Взаимодействие			с другими		веществами

Окись европия — слабоосновной окисел, хорошо растворяется даже в разбав ленных кислотах и растворе хлористого аммония. С повышением температуры обжига скорость растворения в кислотах уменьшается; после прокаливания и оплавления

окись европия растворяется в кислотах				только		в присутствии			перекиси	водорода
[17,	238].
	Высокотемпературные формы окиси европия разрушаются в кипящей воде под
давлением, но меньше, чем S m 2 0 3 , D y 2 0 3 , G d 2 0 3 .
		20-7. Окись гадолиния				(Gd 2 0 3 )
			Общие	сведения
	Молекулярная	масса				362,4982
	Молекулярный	объем		48,35-10"3 м3/кмоль					[238]
	Температура плавления		. . . 2350±20		[12, 243]; 2330±20 [17, 243]
		Кристаллическая			структура
	Данные по строению кристаллической решетки						окиси	гадолиния		приведены
в табл. 20-22 [238].
							Таблица		20-22
	Кристаллическая		структура	окиси	гадолиния G d 2 0 3				[238]
	С и н г о н и я и т и п р е ш е т к и				П а р а м е т р р е ш е т к и
	Кубическая, типа		М п 2 0 3			а =	10,866 А
	Моноклинная					а =	13,944 А;
						а = 3,881		А;
						с =	8,676 А;
						Р = 98,5°

Плотность	"
Теоретическая плотность при комнатной температуре кубической окиси гадоли
ния 7640 кг/м3 [243]; 7407 кг/м3 [ 17 ]; 7660 кг/м3	[165].

Тепловое расширение

Средние коэффициенты линейного расширения, по данным разных авторов, при

ведены в табл. 20-23.
				Таблица	20-23
Средние	коэффициенты	линейного расширения окиси гадолиния
И н т е р в а л	а-10", град'1		П р и м е ч а н и е	И с т о ч н и к
т е м п е р а т у р , °С	а-10", град'1		П р и м е ч а н и е	И с т о ч н и к
25—100	10,5	Плотность образца после обжига до		[244]
30—840	10,0	1500° С 7640	кг/м3	[238]
30—840	10,0		—	[238]
0—1000	10,5		—	[165,	238]
25—1000	10,5	Плотность	7400 кг/м3	[12,	17]
0—1400	10,5		—	[166]

На рис. 20-22 и в табл. 20-24 приведена зависимость линейного расширения окиси гадолиния от температуры.

300 500 700 900 Н00 1300

					Рис.	20-22. Зависимость			относи
					тельного удлинения окиси гадо
						линия от	температуры
0	200	400	600	800	1000
									Таблица 20-24
		Характеристика образцов к рис. 20-22
О б о з н а ч е н и е	Х и м и ч е с к и й состав				Т е м п е р а т у р	П р и м е ч а н и е			Источник
О б о з н а ч е н и е	Х и м и ч е с к и й состав				ный и н т е р	П р и м е ч а н и е			Источник
					в а л , °С
О	Gd2Cy. 2% Tb;				25—1000	Образец		прес	[244]
	0,5%	Се; 0,5%		Nd;		совался	и	обжи
	0,5%	Sm; 0,5%		Eu;		гался	2	ч при
		0,5%	Dy			1500° С;		спека
						ния не	замеча
•						лось
•					25—800	Образец		полу	[33]
						чался	горячим
						прессованием при
						1800° С	в	графи
						товой форме

Термодинамические свойства

В интервале температур 0—1000° С удельная молярная теплоемкость окиси

гадолиния 127,5 кдж/(кмоль-град)

[30,45 кал/(моль-град)]

[17, 165].

Зависимость

теплоемкости

окиси гадолиния

от

температуры

приведена

на

рис. 20-23, 20-24.

300

500

700

900

1100

1300

Рис. 20-23.

Зависимость

eg 0,4

Г ь 0,09 <ъ

удельной теплоемкости окиси

гадолиния (2% ТЬ, 0,5% Се,

-<) ——( >

0,08

0,5%

Nb, 0,5 Sm, 0,5% Eu,

0,5%

Dy) от

температуры

0,07

О б р а з е ц п р е с с о в а л с я и о б ж и

гался 2 ч при 1300° С [244]

200

400

600

800

W00

0	W0	200	300		0	10	20	31
РИС. 20-24. Зависимость				молярной теплоемкости		окиси	гадолиния
			от	температуры	[237]

Удельная теплоемкость окиси гадолиния (образец прокаливался при 1300° С) представлена в [17]:

Интервал температур, °С			0—400		0—800	0—1000
Теплоемкость:.
кдж/(кг-град)		. . .	.	0,326	0,342	0,352
кал/(г-град)			0,0779		0,0817	0,0842
Удельная молярная	теплоемкость		окиси гадолиния в работе [238] рассчитана
по формуле Ср = 25,8 +	3,6- Ю - 3 Т,		кал/(моль-град):
		273		400	500	600	700
Теплоемкость:						117,07
кджЦкмоль-град)	.	112,13		114,05	115,56	117,07	118,58
калКмоль-град)		26,78		27,24	27,60	27,96	28,32
	.	800	900	1000	1100	1200	1273
Теплоемкость:
кджЦкмоль • град)		120,08	121,59 123,10		124,60	126,11	127,20
калКмоль-град)	.	28,68	29,04	29,40	29,76	30,12	30,38

При низких температурах молярная			теплоемкость окиси гадолиния определена
в [237 J:
Температура, °К	10	25	50	100	150	200	298,15
Теплоемкость:	4,149	5,179	19,32	47,31	70,47	86,88	105,6
кджЦкмоль-град)	4,149	5,179	19,32	47,31	70,47	86,88	105,6
калі {моль-град)	0,991	1,237	4,615	11,300	16,83	20,75	25,22
#298 = —433,96 (—433,96 ккалі моль)			[237].

Теплопроводность

При 1000° С коэффициент теплопроводности окиси гадолиния, имеющей нулевую пористость, 2,1 вт/(м-град) [0,005 калі (см-сек-град)] [17].

Электрические свойства

Формула для расчета удельного электросопротивления окиси гадолиния в интер вале температур 600—1300° С:

р = ^ - L - е 15590/7- ^ о м _ с м ( Т в „jg [ 2 3 8 ] _

Диэлектрическая проницаемость 14,4 [17].

Оптические свойства

Цвет окиси гадолиния белый (при комнатной температуре) по [169, 238], темнокоричневый (при обжиге до 1300—1500° С) по [244].

Показатель преломления 1,82 [243], 2,023 [238].

На рис. 20-25 и в табл. 20-25 приведена зависимость излучательной способности окиси гадолиния от температуры.

700

900

1100

1300

1500

1700

1900

I I	I I	I	I I	і І ' !	і
400	600	800	1000	1200	1400	1600
								Таблица	20-25
			Характеристика образцов				G d 2 0 3 к рис. 20-25
О б о з н а ч е н и е				Т е м п е р а т у р н ы й			П р и м е ч а н и е
О б о з н а ч е н и е				и н т е р в а л , °С			П р и м е ч а н и е
О				500—1650			Интегральная	излучательная	спо-
							собность
О				800—1600			Спектральная	излучательная	спо-
•							собность; X — 0,640 мкм
•				800—1550			Спектральная	излучательная	спо-

собность; К — 1 мкм

Взаимодействие с другими веществами

Окись гадолиния — слабоосновной окисел и взаимодействует с кислотами, хло ристым аммонием и кипящей водой аналогично окислам Sm203 и Е и 2 0 3 [238].

При 1500 и 1700° С устойчива в Н 2 [17].

20-8. Окислы остальных редкоземельных элементов

Общие сведения

Ниже приведены данные по молекулярной массе и температурам плавления окис лов редкоземельных элементов [17, 238]:

Окисел			(окись	ть2 о3	Dy 2 0 3	Н о 2 0 3
			(окись	(окись	(окись	(окись
			прометия)	тербия)	дис	гольмия)
					прозия)
				365,846	372,998	377,858
Температура	плавления,	°С	—	2387	2340±10	2365
Окисел			Е г 2 0 3	Т и 2 0 3	Y b 2 O s	L u 2 0 3
			(окись	(окись	(окись	(окись
			эрбия)	тулия)	иттер	лютеция)
					бия)	397,938
Молекулярная масса		°С		385,866	394,078	397,938
Температура	плавления,	°С		2390	2346	2465

Для Е г 2 0 3 (окись эрбия) температура кипения 3000° С.

Кристаллическая структура. Плотность

Данные по кристаллическому строению и теоретической плотности некоторых окислов редкоземельных элементов приведены в табл. 20-26.

Тепловое расширение

Ниже приведены данные по линейному расширению окислов редкоземельных элементов. Они иллюстрируются рис. 20-26, 20-27.

					200 300 400 500 600 700 800 900					1000 ООО 12001300
					0,9 I	I I	I I I I	! • I I	I I I Н I I I I
					0І8							•»
					0,7
					0,6
Рис. 20-26.		Зависимость			0,5
Рис. 20-26.		Зависимость			0,4
относительного удлинения					0,4
относительного удлинения					0,3
окиси	диспрозия		от тем		0,3
окиси	диспрозия		от тем		0,2
	ператур				0,2
	ператур				0,1
Образец	получен		горячим		0,1
Образец	получен		горячим		5 0,0
прессованием		при	1800° С		-0,1
в графитовой		форме. Плот			-0,1
ность	95%	теоретической			-0,2
	[30]				-0,3							t,°c
					-0,4							t,°c
					-100 0		100 200 300 400 500 600 700 800 900					1000
Средний коэффициент линейного расширения окислов некоторых редкоземель
ных элементов определен в работах						[17, 238, 243]:
Окисел				D y 2 0 3	Н о 2 0 3		Е г 2 0 3	Т и 2 0 3	Y b 2 0 3	Y b 2 0 3	L u 2 0 3
Интервал температур,									25—1000	0—1000		—
°С				30—840					25—1000	0—1000		—
а - 1 0 е ,	град-1	. . .		8,3	8,44		7,9	8,2	9,3	8,2		7,8

<<< < Предыдущая 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 3419 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
29.10.20237.46 Mб21Крейндлин Л.Н. Конструкции и производство щитовых дверей.pdf
#
19.10.20232.69 Mб14Кремень, З. И. Доводка плоских поверхностей.pdf
#
25.10.202317.57 Mб36Кремниевые планарные транзисторы..pdf
#
22.10.202318.68 Mб21Кремс, А. Я. Условия формирования и закономерности размещения залежей нефти и газа.pdf
#
25.10.202316.58 Mб41Кретович В.Л. Введение в энзимологию.pdf
#
25.10.202315.86 Mб56Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн.pdf
#
29.10.20238.06 Mб16Кривандин В.А Керамические рекуператоры.pdf
#
19.10.20233.31 Mб9Кривенко, Е. И. Технологические процессы на предприятиях автосервиса.pdf
#
22.10.202311.8 Mб97Кривовяз, Л. М. Практика оптической измерительной лаборатории.pdf
#
29.10.20233.09 Mб18Кривозуб Д.С. Агрегаты бесперебойного питания (лекция).pdf
#
19.10.20236 Mб30Кривоносов, А. И. Полупроводниковые датчики температуры.pdf