
книги из ГПНТБ / Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн
.pdfОб о
зн а ч е
ни е
О
О
•
д
X
<0
•
•
А
•
•
Кр и с т а л л и ч е с к а я
ст р у к т у р а
Поликристалл
»
—
Средняя величина кристалла 28 мкм
Средняя величина кристалла 15 мкм
Поликристалл; сред няя величина кристалла 15 мкм
—
Поликристалл
»
—
Монокристалл
»
Х и м и ч е с к и й |
П л о т н о с т ь , |
П о р и с т о с т ь , |
Т е м п е р а т у р |
П р и м е ч а н и е |
|
|
Источни к |
||
с о с т а в |
кг/м3 |
% |
ный и н т е р |
|
|
||||
|
|
|
в а л , °С |
|
|
|
|
|
|
Химически |
4110 |
3,5 |
* 200—1200 |
Образцы |
прокалива |
[57] |
|||
чистый |
|
|
|
лись при 1000° С, выще |
|
||||
|
|
|
|
лачивались |
в |
кислоте, |
|
||
|
|
|
|
отливались |
и |
обжига |
|
||
|
|
|
|
лись при 1700° С в окис |
|
||||
|
|
|
|
лительной |
атмосфере |
|
|
|
|
То же |
426 |
0 |
50—1200 |
То же |
|
|
|
|
[57] |
|
(теоретическая) |
|
|
|
|
|
|
|
|
т ю 2 |
3950 |
0,1 |
200—750 |
|
— |
|
|
|
[270] |
(плотная) |
|
(кажущаяся) |
|
|
|
|
1 ч |
|
|
т ю 2 |
3310 |
17,1 |
70—650 |
Образец обжигался |
[270] |
||||
(пористая) |
|
|
|
при 1390° С |
|
|
|
|
|
т ю 2 |
— |
3,0 |
400—850 |
Образец |
спекался |
8 |
ч |
[83] |
|
т ю 2 |
|
|
|
при 1450° С |
|
|
ч |
|
|
— |
2,1 |
150—745 |
Образец |
спекался |
2 |
|
|||
т ю 2 |
|
2,1 |
150—900 |
при 1250° С |
|
|
|
[58] |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Скорректиро |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вано по нуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вой пористости |
30 |
|
|
|
|
|
[30] |
— |
— |
— |
|
— |
|
|
|
||
т ю 3 |
— |
6,8 |
200—700 |
|
— |
|
|
|
[58] |
т ю 2 |
— |
4,5 |
200—800 |
|
— |
|
|
|
[58] |
— |
Плотный |
— |
400—1400 |
Спеченный образец |
|
|
[17] |
||
|
образец |
0 |
200—800 |
Измерялось |
парал |
[58] |
|||
— |
— |
||||||||
|
|
|
|
лельно оси с |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
100—800 |
Измерялось |
перпен |
[58] |
|||
|
|
|
|
дикулярно |
оси с |
|
|
|
|
23-7. Электрические свойства
Двуокись титана — проводник с электронной проводимостью, имеющий при тем
пературе 500° С удельное электросопротивление |
3-106 ом- м [11 ]; при 800° С — 1,2 X |
X 102 ом-м [11]; при 1200° С — 8,5-102 ом-м |
[11]. |
Зависимость удельного электросопротивления от температуры приводится на
рис. 23-9 и 23-10 и в табл. 23-15; 23-16. |
|
1500 |
'1750Т°К |
|
3 5 |
|
|
|
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1400 t°C |
|
||
Рис. 23-9. |
Зависимость |
удельного |
электросопротивления двуокиси титана |
||||||||
|
|
|
|
от температуры |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
П о |
оси о р д и н а т — р , |
ом-м |
|
|
|
|
||
|
|
Характеристика |
образцов к рис. 23-9 |
|
Таблица |
23-15 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||||
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 |
|
|
Источник |
|||
и н т е р в а л , °С |
|
|
|
|
|
||||||
О |
23—500 |
|
Рутил; о |
— нагревание; |
р — охла |
|
[47] |
||||
• |
|
|
ждение |
|
|
|
|
|
[89] |
||
550—1400 |
|
Образец обжигался 24 ч до 1450° С |
|||||||||
|
Характеристика |
образцов |
к рис. 23-10 |
(стр. 212) |
|
Таблица |
23-16 |
||||
|
|
|
|
||||||||
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 н ы й |
П р и м е ч а н и е |
|
||||||
и н т е р в а л , |
°С |
|
|||||||||
О |
100% |
т ю 2 |
|
|
550—1400 |
Образец обжигался 24 ч |
|||||
• |
|
|
|
|
|
|
|
при 1450°С |
|
||
92% |
ТЮ 2 ; 8% Si0 2 |
620—1400 |
То же |
|
|
|
|||||
д |
76% |
ТЮ 2 ; 24% |
Si0 2 |
620—1400 |
» |
|
|
|
Диэлектрическая проницаемость ТіОг при комнатной температуре [11]: рутила параллельно главной оси — 117, перпендикулярно главной оси — 89; аматаза — 78; магнитная восприимчивость Т і г 0 3 равна —5,25- 10~в кг" 1 [11 ] .
14* |
211 |
|
|
|
|
23-8. Оптические свойства |
|
|
|
|
|
|||||
|
Цвет Т і 2 0 3 фиолетово-черный |
[238]. Показатель преломления |
двуокиси |
титана |
||||||||||
[268]: рутила — 3,84; |
анатаза — |
4,26. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
23-9. |
Взаимодействие с другими |
веществами |
|
|
|
|
||||||
|
Двуокись титана |
нерастворима |
в воде и в большинстве кислот, но |
растворима |
||||||||||
в |
щелочах |
[11]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ниже приводятся данные о взаимодействии двуокиси титана с некоторыми веще |
|||||||||||||
ствами. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТЮг обладает хорошей стойкостью в среде жидких металлов Hg |
(300° С), Ga |
||||||||||||
(300° С), А1 (600° С) и ограниченно стоек в среде жидкого Ga при 600° С |
[98]. |
|
||||||||||||
|
Степень взаимодействия в инертной атмосфере |
при 1800° С Т Ю 2 с |
различными |
|||||||||||
металлами |
представлена |
ниже: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Металл |
|
|
|
|
Mo |
Ni |
Nb |
Ті |
|
Zr |
Be |
|
|
|
Степень взаимодействия . . . |
А |
А |
А В |
В' |
|
В' |
В |
|
|||||
|
Здесь |
А — отсутствие физического |
изменения |
на границе |
металл—керамика; |
|||||||||
В |
— незначительное корродирование окисла; |
В' — значительное |
корродирование |
|||||||||||
окисла. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура ликвидуса для комбинаций Т1О2 с различными окислами принимает |
|||||||||||||
следующие |
значения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окисел |
|
|
А1 2 0 3 |
ВеО |
CaO |
CeO |
MgO |
Si0 2 |
T h 0 2 |
T i 0 2 |
Z r 0 2 |
|||
Т, |
°К |
|
|
1720 |
1700 |
1420 |
1500 |
1600 |
1540 |
1630 |
1830 |
1750 |
ТіОг легко восстанавливается до низшего окисла, поэтому применяется в окисли тельных средах [11]. Термостойкость удовлетворительная [14]. Практически не ядо вита [168].
|
|
|
|
|
РАЗДЕЛ |
ДВАДЦАТЬ |
ЧЕТВЕРТЫЙ |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
ДВУОКИСЬ ТОРИЯ (Th02 ) |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
24-1. Общие сведения |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Молекулярная |
масса |
|
|
|
|
264,0368 |
|
|
|
|
|||||||
|
Молекулярный |
объем |
|
|
|
2 6 , 3 1 - Ю - |
3 м3/кмоль |
[238] |
|
|||||||||
|
Температура плавления |
. . .3300°С [11] (рекомендуемое |
значение) |
|
||||||||||||||
Другие авторы дают различные значения температур плавления двуокиси тория: |
||||||||||||||||||
3568° С [173]; 3050 ± |
50° С [13, |
17]; 3220 ± |
50° С [12, 17, |
250, |
251]; 3030° С [15]; |
|||||||||||||
2800° С [10]; 3000° С |
[29]; 3270° С |
[252]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Температура |
кипения |
двуокиси |
тория 4400° С |
[11, 13, |
17, 251]. |
|
||||||||||||
Твердость |
по шкале Мооса 6,5 [11]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
24-2. Кристаллическая структура |
|
|
|
|
|
||||||||
Двуокись тория кристаллизуется только в кубической решетке типа CaF (флюо |
||||||||||||||||||
рита). При 25° С параметр |
решетки 6,586 А [250]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
24-3. Плотность |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Теоретическая |
плотность |
двуокиси |
тория |
при |
комнатной |
температуре: |
||||||||||||
9690 кг/м3 |
[11]; 9700 кг/м3 |
[251]; |
10040 кг/м3 |
[238]; |
10030 кг/м3 |
[13]; 8000 кг/м3 |
[10]; |
|||||||||||
10500 кг/м3 |
[14]; 10 000 кг/м3 |
[173]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
24-4. Тепловое расширение |
|
|
|
|
|
|
||||||
В |
интервале температур |
50—100° С коэффициент |
линейного |
расширения |
дву |
|||||||||||||
окиси тория 9,0-10~6 |
град'1 |
|
[10]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
В |
табл. 24-1 приводятся данные разных авторов по среднему линейному расши |
|||||||||||||||||
рению |
окиси |
тория. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
24-1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Средние |
коэффициенты |
линейного |
расширения |
двуокиси |
тория |
|
|||||||||||
|
|
И н т е р в а л , |
°С |
|
а - 1 0 - » |
г р а д - 1 |
П р и м е ч а н и е , |
источник |
|
|||||||||
|
|
|
50—100 |
|
|
9,0 |
Плотность |
8000 |
кг/м3 |
[10] |
|
|||||||
|
|
|
30—1000 |
|
|
9,2 |
[20] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
0—1400 |
|
|
9,4 |
[166] |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
20—1400 |
|
|
9,5 |
[11] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
25—1700 |
|
|
10,2 |
[17] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
100—1230 |
|
|
9,67 |
Чистая |
[250] |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
100—1230 |
|
|
9,93 |
Т Ю 2 |
+ |
0,5% СаО |
|
|
||||||||
|
|
—230+287 |
|
|
8,95 |
[146] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
287—847 |
|
|
9,9 |
Спечено |
при |
968° С |
[146] |
|
||||||||
|
|
847—1407 |
|
|
11,07 |
[146] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1407—1967 |
|
|
12,31 |
[146] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1967—2247 |
|
|
13,31 |
[146] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
—231+1239 |
|
|
9,85 |
[146] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
—231 + 2247 |
|
|
10,9 |
[146] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1649—2204 |
|
|
12,3 |
[238] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
2204—2482 |
|
|
13,3 |
[238] |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Зависимость линейного расширения двуокиси тория от температуры приводится |
||||||||||||||||||
в табл. |
24-2, 24-2а, 24-3 и на рис. 24-1 и 24-2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Термическое расширение двуокиси тория |
(sglOOO0 С) |
|
|||||
|
Коэффициент л и н е й н о г о |
|
|
|
|
|
||
Т е м п е р а |
р а с ш и р е н и я |
О т н о с и т е л ь н о е у д л и н е н и е ( - ^ - - Ю 0 % ) , |
||||||
а-10", |
град'1, |
|
по источнику |
|
||||
т у р а , °С |
по и с т о ч н и к у |
|
|
|||||
|
[22] |
[12] |
[111] |
[ Ш ] |
[253] |
[253] |
||
100 |
|
|
|
0,14 |
0,14 |
0,040 |
0,059 |
|
200 |
— |
|
|
0,129 |
0,141 |
|||
300 |
7,1 |
|
|
(0,23) |
(0,22) |
0,221 |
0,226 |
|
400 |
(7,7) |
|
|
0,32 |
0,31 |
0,316 |
0,314 |
|
500 |
(8,2) |
|
|
(0,415) |
(0,42) |
0,414 |
0,405 |
|
600 |
8,5 |
|
|
0,52 |
0,51 |
0,515 |
0,499 |
|
700 |
(8,7) |
|
|
(0,62) |
(0,62) |
0,619 |
0,596 |
|
800 |
(8,8) |
|
|
(0,73) |
0,70 |
0,726 |
0,696 |
|
900 |
9,0 |
|
|
(0,83) |
— |
|
— |
0,799 |
1000 |
(9,4) |
|
|
0,94 |
— |
|
— |
0,905 |
Приме |
Средний |
Объемная |
Образец |
Образец |
Образец |
Плотность |
||
чание |
от 25° С |
плотность |
нагре |
нагрева |
содержит |
9820 кг/м3. |
||
|
до тем |
9600 |
кг/м3. |
вался до |
до 2000° С. |
0,5% СаО, |
Дилатоме |
|
|
перату |
Интерфе |
1850° С. |
Интерфе |
плотность |
трический |
||
|
ры, ука |
ренцион |
Дилато |
ренцион |
9820 |
кг/м3. |
метод |
|
|
занной |
ный |
метод |
метри |
ный метод |
Интерфе |
определе |
|
|
в таб |
определе |
ческий |
определе |
ренцион |
ния |
||
|
лице. |
ния |
метод |
ния |
ный |
метод |
|
|
|
Тонкие |
|
|
опреде |
|
определе |
|
|
|
плав |
|
|
ления |
|
ния |
|
|
|
леные |
|
|
|
|
|
|
|
|
зерна |
|
|
|
|
|
|
|
|
Термическое расширение двуокиси тория (^1000° С) |
Таблица 24-2а |
||||
|
|
|||||
|
Коэффициент |
л и н е й н о г о |
|
|
||
|
|
р а с ш и р е н и я |
О т н о с и т е л ь н о е у д л и н е н и е |
( - у - ' 100%) |
||
Т е м п е р а т у р а , |
а-10», |
град'1, |
||||
|
|
|||||
°С |
по и с т о ч н и к у |
|
|
|||
|
|
[22] |
|
[111] |
[253] |
|
1000 |
- |
(9,4) |
0,94 |
0,905 |
||
1100 |
|
(9,9) |
(1,05) |
1,014 |
||
1200 |
|
10,3 |
|
1,15 |
1,126 |
|
1300 |
|
(10,4) |
(1,26) |
1,240 |
||
1400 |
|
(10,4) |
1,37 |
1,359 |
||
1500 |
|
10,4 |
|
(1,48) |
— |
|
1600 |
|
— |
|
1,59 |
— |
|
1700 |
|
• • |
|
1,71 |
|
Примечание |
Средний от |
25° С |
Образец нагревал |
П л о т н о с т ь |
||
до |
указанной |
в таб |
ся до 1850° С. Ди |
9820 кг/м3. |
Дилато |
|
лице. |
Тонкие |
плав |
латометрический ме |
метрический |
метод |
|
леные |
зерна |
|
тод |
определения |
|
О б о |
Х и м и ч е с к и й состав |
з н а ч е |
ние
О—
• |
Т Ю 2 ; 0,5% СаО |
ЛТ Ю 2 ; 1% СаО
0 |
Чистый Т Ю 2 |
Ж0,0001—0,0005%
Be; |
0,1—0,5% |
Si; |
Mg; |
0,1—0,05% |
Fe; |
В; A l ; 0,001—0,005% Sc; Cu
П л о т н о с т ь , |
Т е м п е р а т у р |
|
кг/м3 |
ный и н т е р |
П р и м е ч а н и е , источник |
|
в а л , °С |
|
— |
300 |
- -1500 |
Тонкое |
плавленное |
|
|
|
зерно [254] |
|
— ' |
30 |
- -1400 |
Дилатометр ический |
|
|
|
|
метод измерений [102] |
—20- -1230 Обжигалось при
|
|
1800° С [255] |
|
75% |
100- -1230 |
Обжигалось |
при |
теоретиче |
|
1800° С, плотность 75% |
|
ской |
|
теоретической |
[255] |
|
25- -800 |
Рентгено-дифракцион- |
|
|
|
ный метод |
измерения |
|
|
[208] |
|
+
1-І
6
«Чистый» T h 0 2 |
— |
20 |
- -1450 |
Дилатометрический |
||
|
|
|
|
метод |
измерения [256] |
|
Th0 2 ; 0,001—0,01% |
— |
0 |
--1404 |
Рентгено-дифракцион- |
||
A l ; 0,0001—0,001% |
|
|
|
ный метод измерения [30] |
||
Ag; Ca; Cu; Mg |
|
|
|
|
|
|
99,5% Th0 2 ; 0,5% |
9708—9724 |
30 |
- -800 |
Интерферометрический |
||
CaO |
|
|
|
метод |
измерений; |
плот |
|
|
|
|
ность |
9708—9724 |
кг/м3 |
|
|
|
|
[257] |
|
|
•
•
•
•
99,5% Th0 2 ; 0,5% |
— |
30 |
- -1400 |
Дилатометрический |
||
CaO |
|
|
|
|
метод измерений [30] |
|
99,5% |
Th0 2 ; 0,5% |
— |
30- -1400 |
Интерферометрический |
||
CaO |
|
|
|
|
метод измерений [30] |
|
|
— |
— |
200 |
- -1600 |
[ П ] |
|
T h 0 2 + |
5 вес. % |
9700 |
100- -1400 |
Брикеты, |
плотность |
|
|
|
|
|
|
9700 кг/м3 |
[146] |
|
— |
— |
93 |
- -242,7 |
|
|