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

РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ

ОКИСЛЫ ВАНАДИЯ

4-1. Общие сведения

Молекулярная масса:

VO

V 2 0 3

V 3 0 5

V 2 0 4

V 2 0 6

Температура плавления:

VO

V 2 0 3

V 3 0 5

V 2 0 4

V 2 0 4

V 2 0 5

Температура кипения:

VO

V 2 0 3

V 2 0 3

V 2 0 4

V 2 0 5

Цвет:

 

66,941

 

149,881

 

232,821

 

165,880

 

181,879

2077° С

[16, 36)

1977° С

[11, 36)

1827° С

[16]

1541° С

[36]

1545° С

[16]

670° С

[16, 36]

3127° С

[16, 36]

 

3000° С

[11]

 

3027° С

(разлагается)

[16]

3027° С

(разлагается)

[16]

2057° С

[16, 36].

 

VO

светло-серый

V 2

0 3

черный

V 2

0 4

синий

V 2

0 5

красно-желтый [82]

 

4-2.

Кристаллическая структура

В табл. 4-1 приведены данные по кристаллической структуре окислов ванадия.

Таблица 4-1

Кристаллическая структура окислов ванадия [16]

О к и с е л

Сингония и тип решетки

VO

Кубическая, типа NaCl

v2 o3

Тригональная, типа а-А1 0

vo2

Тетрагональная,

типа Т Ю 2

v2 o5

Ромбическая

 

Температура

превращения a-V02

-> P-V02

Удельная теплота превращения

V 0 2 ->

-+ P-V02

 

 

о

П а р а м е т р ы р е ш е т к и , А

 

 

а =

4,08

 

3

а = 4,933;

с =

13,940

 

а =

4,54;

с =

2,88

а =

4,36;

Ь =

11,48; с = 3,55

72° С [16]

4270 кдж/кмоль (1,02 ккал/моль) [16]

Ок и с е л

ва н а д и я

VO

v2 o3

v,o.

p-v2o4

V A

 

 

Удельная молярная

теплоемкость окислов

ванадия

(расчетные значения) [36]

 

 

 

 

 

Т е п л о е м к о с т ь п р и т е м п е р а т у р е , "К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф о р м у л а д л я р а с ч е т а

298

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2100

 

 

 

 

45,47

49,49

52,04

54,01

57,36

60,33

63,22

65,99

68,75

70,13

С р =

11,32+3,22-10-3 Г—1.26Х

10,86

11,82

12,43

12,90

13,70

14,41

15,10

15,76

16,42

16,75

 

X ЮЬТ~2,

 

кал/(моль

-град)

 

 

 

 

 

 

 

f

 

(1700° К)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

103,3

116,7

123,8

128,5

135,3

140,6

145,2

149,6

153,9

158,1

С р =

29,35+4,76 •10-3 Г—5,42Х

24,67

27,87

29,56

30,70

32,31

33,57

34,68

35,73

36,76

37,76

X ъТ'2,

 

кал/(моль

-град)

188,2

201,0

213,5

226,1

251,2

276,3

301,5

326,6

351,7

376,8

414,5

Ср =

 

36+30 -ю-з г,

44,94

48,00

51,00

54,00

60,00

66,00

72,00

78,00

84,00

90,00

99,00

кал/(моль

 

-град)

 

126,6

143,4

148,8

155,7

160,4

164,2

167,7

171,0

174,3

Ср = 35,70+3,40 -10-3 Г—7.89Х

30,24

34,24

35,55

37,19

38,31

39,23

40,06

40,83

41,64

X 1 0 8 Г !

,

кал/(моль-град)

 

 

 

(345° К)

 

 

 

 

 

 

 

(1818° К)

 

 

 

 

 

127,6

153,7

164,5

169,7

173,2

173,2

 

 

 

 

 

Ср = 46,54—3,90 • 10-3 Г—13,22Х

30,47

36,72

39,30

40,53

41,36

41,37

 

 

 

 

 

X 10S T"! ,

кал/(моль

• град)

 

 

 

 

 

(943° К)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я . 1. 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 кал](моль-град).

2. У д е л ь н а я т е п л о е м к о с т ь

д л я a - V 2 0 4 Ср = 125,2 кдж/(кмоль-град)

р = 29,91 кал/(моль-град)]

в и н т е р в а л е

т е м п е р а т у р 293— 3450° К .

 

4-3. Плотность

Термическая плотность окислов ванадия

при комнатной температуре (13):

VO

57 580

кг/м3

V 2 0 3

4 870

кг/м3

v2 o4

4 339

кг/м3

 

3 357

кг/м3

4-4. Термодинамические свойства

Удельная теплоемкость окислов ванадия при комнатной температуре:

VO . . .

45,47

кдж/(кмоль-град)

[10,86

кал/(моль-град)]

[36]

V 2

0 3

. .

104,0

кдж/(кмоль-град)

[24,83 кал/(моль-град)]

[1]

V 2

0 4

. .

117,1 кдж/(кмольград)

[27,96

кал/(моль-град)]

[43]

V 2

0 5

. .

127,7

кдж/(кмоль-град)

[30,51

кал/(моль-град)]

[43]

Зависимость удельной молярной теплоемкости окислов ванадия от температуры приводится в табл. 4-2, 4-3 и на рис. 4-1.

300 400

500 600 700 800 9001000/10012001300140015001600

 

0,26

 

т

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1 1

т°к

ъ

0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,22

I

Су" -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

0,20%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,18 §

0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Li

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,14

 

 

 

200

 

400

600

 

800

1000

1200

 

 

0,12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4-1.

Зависимость

удельной

теплоемкости

окислов

ванадия

 

 

 

 

 

от

температуры

 

 

 

 

 

 

О 98,2% чистой

V O

(малое

количество

V a 0 3 )

[148];

[149]

Таблица 4-3

Удельные теплоемкости окислов ванадия при низких температурах [197]

 

 

 

Т е п л о е м к о с т ь

при т е м п е р а т у р е ,

°С

 

О к и с е л

 

 

 

 

 

 

 

 

10

25

50

100

150

200

298,1

v2 o3

(0,1256)

(1,424)

(7,79)

28,7

61,0

80,7

103,3

(0,03)

(0,34)

(1,86)

6,86

14,58

19,27

24,67

 

v2 o4

(0,1256)

(1,675)

(9,71)

36,84

66,49

89,81

117,1

(0,03)

(0,40)

(2,32)

8,80

15,88

21,45

27,96

 

v2 o6

(0,2094)

(3,26)

(19,0)

52,0

80,6

101,2

127,7

(0,05)

(0,78)

(4,54)

12,43

19,24

24,16

30,51

 

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 р кджЦкноль-град),

з н а м е н а ­

т е л ь в калі(мольчрад),

.

 

Ниже приводятся значения некоторых термодинамических свойств окислов

ванадия

при комнатной

температуре

и температурах плавления

и испарения.

VO

. . . .

410 ООО кдж/кмоль

(—98 ккал/моль)

[36]

V 2

0 3

. . .

 

124 ООО кдж/кмоль

(—296 ккал/моль)

[36]

V 2

0 4

. . .

 

1 430 ООО кдж/кмоль

(—342 ккал/моль)

[36]

V 2

0 5

. . .

 

I 560 ООО кдж/кмоль

(—372,5 ккал/моль)

[36]

VO

. . . .

113500 кдж/(кмоль

(—271 ккал/моль)

 

[1]

Д 5 2 9 8 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VO

. . . .

 

38,9 кдж/(кмоль-град)

[9,3 кал/(моль•

град)]

[36]

V 2

0 3

. .

. 98,73 кдж/(кмоль-град)

[23,58 кал/(моль-град)]

[16]

V 2

0 4

. .

. 102,6 кдж/(кмоль -град)

[24,5 кал/(моль-град)]

[36]

V 2

0 5

. .

. 131,1 кдж/(кмоль-град)

[31,3 кал/(моль•

град)]

[36]

VO

. . . .

 

 

63 000 кдж/кмоль

(15 000 кал/моль)

[16]

V 2

0 3

. .

.

 

100 000 кдж/кмоль

(24 000 кал/моль)

[16];

 

 

 

 

 

120 000

кдж/кмоль

(28 000 /сал/жоль)

[36]

V 2

0 4

. .

.

 

113 900

кдж/кмоль

(27 210 кал/моль)

[36]

V 2

0 5

. .

.

 

65 150 кдж/кмоль

(15 560 кал/моль)

[16]

Д # и с п :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VO

. . .

.

293 000

кдж/кмоль

(70 000 кал/моль)

[36]

V 2

0 5

. . .

 

263 800

кдж/кмоль

(63 000 кал/моль)

[36]

В табл. 4-4—4-7 приводится зависимость термодинамических свойств окислов ванадия от температуры.

 

Таблица 4-4

Термодинамические свойства закиси ванадия

(VO) [36]

Нгр Я 29 8

AF°T

т, °к

 

•град)

рад)

 

 

 

 

 

л

 

•О

 

л

 

 

 

 

 

 

*=;

£>

•ч

А

О

о

о

5;

о

 

О

^

о

 

• О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

а

 

 

а

 

If

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

и

 

к

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

298

 

 

 

 

38,9

9,3

410

000

98

000

382

700

91

400

400

4

860

1 160

52,9

12,64

— 409 000

— 97 800

— 373 100

— 89

100

500

9

960

2

380

64,3

15,36

— 408

600

—97 600

— 364 300

— 87

000

600

15

240

3

640

73,9

17,65

— 407

800

— 97

400

— 355 500

— 84 900

700

20

680

4

940

82,3

19,66

406 800

— 97

150

— 346 700

— 82 800

800

26

290

6

280

89,8

21,45

— 405 500

— 96

850

— 338 300

— 80 800

900

32

100

7

600

96,6

23,07

— 404 000

—96 600

— 329

900

— 78 800

1000

38

100

9

090

102,9

24,58

— 403 000

— 96

300

— 321

600.

—76 800

1100

44

200

10

560

108,8

25,98

— 402

000

— 95 950

— 313

600

—74 900

1200

50 500

12

070

114,3

27,29

— 400 000

—95 600

— 305 600

— 73 000

1300

57

000

13

610

119,4

28,52

— 398 800

— 95 250

—297 700

— 71

100

1400

63

500

15 170

124,3

29,68

— 397 600

— 94 950

—290

200

— 69

300

1500

70

200

16

760

128,9

30,78

— 396 500

— 94 700

—282

600

- 6 7

500

1600

76

900

18

370

133,2

31,82

— 395 000

— 94

350

— 274 700

- 6 5

600

1700

83 700

20

000

137,3

32,80

— 394 000

— 94

100

— 267

500

— 63 900

Таблица 4-5

Термодинамические свойства трехокиси ванадия (V 2 0 3 ) [36]

Hp — Я 2 9 8

S

0

АН»

AF°T

Т

г, ° к

 

 

град)

 

 

ь-

 

 

о

 

 

 

о

 

 

 

 

МОЛ

 

 

 

«

го

 

 

 

298

 

 

98,7

400

11 390

2 720

131,5

500

25 080

5 990

158,3

600

36 010

8 600

181,3

700

48 990

11 700

201,3

800

62 260

14 870

219,0

900

75 780

18 100

234,9

1000

89 480

21 370

249,3

1100

103 200

24 660

262,5

1200

117 100

27 960

274,5

1300

131 300

31 360

285,9

1400

146 300

34 940

297,0

1500

163 ООО

38 940

307,7

1600

177 900

42 480

318,0

1700

194 200

46 370

327,9

1800

210 800

50 350

337,4

град)

 

 

 

•а

 

 

 

 

 

 

з

 

о

 

 

 

о

МОЛ

 

МОЛ

 

1?

 

 

«

а

 

а

 

 

 

а

 

 

и

23,58

— 1 239000

— 296 000

— 1 160 000

—276 970

31,41

— 1 238000

—295 600

— 1 123 000

—268 150

37,81

— 1 234000

—294 700

— 1 105 000

— 263 850

43,30

— 1 233000

—294 550

— 1 081 000

— 258 150

48,07

1 231 000

— 293 950

— 1 056 000

—252 150

52,30

- 1 228 000

— 293 350

— 1 031 000

—246 250

56,11

— 1 226000

— 292 700

— 1 006 000

— 240 250

59,55

— 1 223000

— 292

150

— 981 800

—234 500

62,69

— 1 220000

— 291

450

— 962 800

— 229 950

65,56

- 1 218 000

— 290 900

— 936 600

— 223 700

68,28

— 1 215000

— 290 300

— 912 300

— 217 900

70,93

— 1 212 000

— 289 600

— 888 900

—212 300

73,50

— 1 209000

— 288 800

— 862 100

— 205 900

75,96

— 1 207000

— 288 200

— 844 900

—201 800

78,31

— 1 204000

— 287 550

—820 900

— 196 050

80,59

— 1 201 000

—286 800

— 80 000

— 191 100

Таблица 4-6

Термодинамические свойства четырехокиси ванадия ( V 2 0 4 ) [36]

Hp

Я 2 9 8

S

0

 

АН°Т

Г

 

 

 

<^

 

 

 

 

 

 

а

 

т, ° к

 

о.

 

 

 

 

о.

 

 

 

 

ГО

 

 

 

о

 

 

л

 

Л

 

S

 

о

о

 

о

 

 

 

3|_

N"

 

 

 

 

ч

 

 

 

к

<3

 

 

 

a

и

 

 

 

Л/МОЛ

AF°T

3

«і

OS

298

 

 

102,6

24,5

- 7І 432 000

— 342 000

— 1 323 000

— 315 950

400

22 060

5 270

166,2

39,7

— 1 421 000

— 339 500

— 1 287 000

— 307 400

500

36 010

8 600

197,3

47,12

— 1 419 000

— 338 850

— 1 254 000

—299 450

600

50 240

12 000

223,1

53,29

— 1 416

000

— 338 250

— 1 220 000

— 291 450

700

65 150

15 560

246,2

58,79

— 1 414

000

— 337

600

— 1 189 000

— 283 900

800

80 520

19 230

266,7

63,69

— 1 410 000

— 336 850

— 1 157 000

— 276 250

900

96 260

22 990

285,2

68,11

— 1 407 000

— 336 150

— 1 125 000

—268 750

1000

112 300

26 830

302,1

72,16

— 1 404

000

— 335 400

— 1 094 000

—261 250

1100

128 700

30 730

317,7

75,88

— 1 400 000

— 334 500

— 1 063 000

—253 800

1200

145 200

34 670

332,1

79,31

— 1 397 000

— 333 750

— 1 028 000

—245 650

1300

161 700

38 630

345,3

82,47

— 1 394

000

— 333 000

— 1 002 000

—239 250

1400

178 400

42 600

357,6

85,42

— 1 390 000

— 332 000

— 971 800

— 232 100

1500

195 100

46 590

369,2

88,17

— 1 390 000

— 331 950

— 942 300

— 225 050

1600

211 900

50 620

380,0

90,77

— 1 387 000

— 331 300

— 914 400

—218 400

1700

229 100

54 710

390,4

93,25

— 1 385 000

— 330 850

— 883 400

— 211 000

1800

246 400

58 850

400,4

95,62

— 1 384 000

— 330 450

— 853 500

— 203 850

1900

381 000

91 000

474,2

113,25

— 1 262 000

- 3 0 1

500

— 833 200

- 1 9 9 000

 

Термодинамические

свойства пятиокиси

ванадия

(V 2 0 6 ) [35]

 

 

 

Нгр

 

 

 

0

 

 

 

 

 

AF°

T

 

 

Н 2 8 8

 

S Т

 

АН°Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

<?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и.

а.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т, ° К

 

 

 

 

»\)

и

 

 

 

 

Л

 

 

 

 

•О

 

 

•о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

о

о

 

 

 

о

 

 

 

 

 

о

 

•з

 

 

*:

 

 

 

 

 

 

 

 

SS

 

as

 

 

э*

 

о

 

 

 

 

 

о

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

м1

 

"і"

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

<3

 

И

 

к

 

 

 

 

 

 

 

 

и;

 

 

 

 

 

 

 

298

 

 

 

 

131,1

31,1

— 1 560

000

— 372

500

— 1 429

000

— 341

250

400

15

280

3

650

175,0

41,79

— 1 557

000

— 371

900

— 1 384

000

— 330

500

500

30

980

7

400

210,0

50,15

— 1 555

000

— 371

300

— 1 341

000

— 320

200

600

47

270

11

290

239,7

57,24

— 1 551

000

— 370

550

— 1 300

000

- 3 1 0

500

700

64

020

15 290

265,4

63,40

— 1 548

000

— 369

850

- 1 256

000

— 300

000

800

81

180

19 390

288,4

68,88

— 1 545

000

— 369

100

— 1 215

000

— 290

100

900

98

770

23

590

309,1

73,82

— 1 542

000

— 368

350

— 1 174

000

— 280

300

1000

182

500

43

580

397,7

94,99

— 1 473

000

— 351

850

— 1 136

000

—271

400

1100

201

600

48

140

415,9

99,34

— 1 472

000

— 351

700

— 1 107

000

—264

300

1200

220

600

52 700

432,5

103,30

— 1 464

000

— 349

700

— 1 069

000

—255

300

1300

239

700

57 260

447,8

106,95

— 1 460

000

— 348

800

— 1 038

000

—247

800

1400

258

800

61

820

462,0

110,33

— 1 457

000

— 347

950

— 1 004

000

— 239

900

1500

277

900

66

380

475,1

113,48

- 1 455

000

— 347

500

— 973 000

— 232

500

 

 

 

 

 

4-5.

Теплопроводность

 

 

 

 

 

При

температуре

25° С

коэффициент

теплопроводности

4,4

вш/(м-град)

[0,0105

калі {см-сек-град)]

[150].

 

 

 

 

 

 

 

 

На

рис. 4-2 приводится

зависимость коэффициента

теплопроводности V 2 0 5 от

температуры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

300

400

500

 

600

700

800

900

1000

 

 

I* \ N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

і°к

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 <?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л І

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

А

 

 

і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

100

200

300

400

500

600

700

t°c

 

 

'0

 

80t

 

Рис. 4-2. Зависимость

коэффициента

теплопроводности пятиокиси

 

 

 

 

 

ванадия от температуры

 

 

 

 

 

 

 

д

твердая

фаза;

А ж и д к а я

фаза

[150]

 

 

 

 

 

 

 

4-6. Электрические свойства

 

 

 

 

Трехокись

ванадия

V 2 0 3 — металлический проводник,

имеющий

при темпера­

туре 20° С коэффициент электросопротивления

5,5- Ю - 5

ом-м [11], при 1967° С —

1,75-10"5 ом-м [ П ] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 4-3, 4-4 и в табл. 4-8 приведена зависимость электропроводности окислов

ванадия

от температуры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитная

восприимчивость V 2 0 3 равна 111010~в кг'1

[11].

 

 

5 К р ж и ж а н о в с к и й

65

то j°k

-200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mot °с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4-3.

Зависимость удельного

электросопротивления окислов

ванадия

 

 

 

 

 

от температуры

 

 

 

 

 

30

300

500

В00

700 800 900

1000

 

 

 

1—

•• \

1—

 

- 1 —

і(

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4-4

Зависи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мость

электро­

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проводности пя-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тиокиси ванадия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от

температуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[151]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

— нагрев;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щ — охлаждение

О500

 

 

 

 

 

 

 

 

о ?

 

 

 

600

700

800

900

W00

1100

1200

1300

 

 

Характеристика образцов к рис. 4-3

 

 

Т е м п е р а ­

 

О б о з н а ­

Х и м и ч е с к и й

т у р н ы й

П р и м е ч а н и е

ч е н и е

состав

и н т е р в а л

 

 

 

°С

 

О

V A

—181+1070

Образец спекался под давлением при

 

 

1100° С; испытывалось в атмосфере Н 2

 

[149]

 

 

 

 

V A

— 181 + 63

Образец

спекался при

1800° С под

 

 

давлением;

испытывалось

в атмосфе­

 

 

ре

Н 2

[149]

 

 

д

V A

500—1200

Точность измерений т

± 10%;

Д —

 

 

нагревание;

^ — о х л а ж д е н и е [151]

О

V A ; o,oi% те ,

0—230

98%

крупнокристаллического

V 2 0 5

 

Si; 0,01% A l , Сг,

и 2%

основы в виде кристаллических

 

Си

нитей

[30]

 

 

 

4-7. Взаимодействие с другими веществами

В окислительной среде тугоплавкий окисел V 2 0 3 легко окисляется до высшего окисла V 2 0 5 меньшей тугоплавкости (670° С) [11 ] . Стоек к восстановлению, поэтому V 2 0 3 используется в нейтральных и восстановительных средах. Нерастворим в боль­ шей части кислот и гидроокисей щелочных металлов [11 ] .

 

РАЗДЕЛ

ПЯТЫЙ

 

 

ОКИСЬ ГАЛЛИЯ (Ga2 03 )

 

 

5-1. Общие сведения

 

Молекулярная масса

187,437

Температура

плавления

. . . . . . . . .1740° С

[11]

Температура

кипения

2627°С

[16]

Цвет

 

белый

[82]

 

5-2. Кристаллическая структура

 

Энергия кристаллической решетки

15 610 000 кдж/кмоль (3728 ккал/моль) [163].

Q a 2 0 3 имеет две кристаллические модификации; при температуре 600° С «-модифика­ ция переходит в р-модификацию [11].

Данные о кристаллической

структуре

окиси

галлия

приведены в табл. 5-1.

 

 

 

 

 

 

Таблица

5-1

 

Кристаллическая

структура окиси

галлия

[11, 16]

 

М о д и ф и к а ц и я

Сингония и тип р е ш е т к и

П а р а м е т р

р е ш е т к и ,

А

 

 

 

 

 

 

a-Ga2 03

Тригональный

класс

гексагональной

сингонии а = 4,982;

 

(типа Fe2 03 )

 

 

 

 

с = . 13,429

p - G a A

Моноклинная

или ромбическая

 

 

5*

 

 

 

 

 

 

67

5-3. Плотность

Теоретическая плотность окиси галлия при комнатной температуре для моно­ клинной или ромбической модификации 5880 кг/м3; для гексагональной модификации

6440 кг/м3

[11]; 6448 кг/м3 [13].

 

 

 

5-4. Термодинамические свойства

 

При температуре 25°С удельная теплоемкость окиси галлия 83,7 кдж/{кмоль

- град)

[20 ккал/)мольград)

[11].

 

В табл. 5-2 и на рис. 5-1 приводится зависимость удельной теплоемкости

окиси

галлия от

температуры.

 

0,6

0

100 200 300

0,14

 

 

 

1—т°к

 

0,5

 

 

 

0,12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,10

 

 

 

 

-

0,08

Ь

 

 

 

0,06

|

^ 2

 

 

-

0,04&

 

 

 

і

 

0,1

 

 

0,02

 

 

V

 

 

0,0

0

0,00

 

 

-200

 

 

Рис. 5-1. Зависимость удельной теплоемкости окиси галлия от температуры

Состав

о б р а з ц а :

98,67% |3

- G a 2

0 3

;

1,16% S i O 2 ; 0 , l %

Z n O ; 0,05%

F e 2

0 3

,

A ] 2 O a ;

0,02%

S n 0 2 ;

0,01% MgO;

0,008% C u O ; 0,001%

V 2 0 6 ,

M g O , ,

P b O ,

М п О (внесены

п о п р а в к и

на

примеси) [141]

Таблица 5-2

Удельная теплоемкость монокристалла окиси галлия (p-Qaa 03 ), содержащего 98,67% Ga 2 0 3 [140]

 

 

Т е п л о е м к о с т ь

 

 

 

 

Т е п л о е м к о с т ь

 

Т е м п е р а т у р а

 

 

 

 

Т е м п е р а т у р а

кдж

кал

 

°С

 

кдж

 

кал

 

°С

 

 

 

(кмоль-град)

(моль-град)

 

 

 

(кмоль-град)

(моль-град)

16

 

0,347

 

0,083

 

175

 

62,14

14,84

25

 

1,327

 

0,317

 

200

 

69,50

16,60

50

 

9,676

 

2,311

 

225

 

75,95

18,14

75

 

21,14

 

5,049

 

250

 

81,98

19,58

100

 

32,71

 

7,812

 

275

 

87,42

20,88

125

 

43,54

 

10,40

 

298,16

91,90

21,95

150

 

53,34

 

12,74

 

300

 

92,24

22,03

В работе

[11] удельная молярная

теплоемкость окиси галлия рассчитана по

формуле Ср =

11,77 + 25,2- 10~3 7\

кал/(моль-град):

 

 

 

 

Температура,

°К

. . .

298

300

400

500

600

700

800

900

923

Теплоемкость,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кдж/(кмоль-град)

80,72

80,93

91,48

102,0

112,6 123,1

133,7 144,2 146,7

кал/(моль-град)

 

19,28

19,33

21,85

24,37

26,89

29,41

31,93

34,45

35,03

Ниже приведены значения некоторых термодинамических свойств окиси галлия при комнатной температуре, температурах плавления и кипения:

Д Я 2

9 8 . . .

—1 080 ООО кдж/кмоль

(—258 ккал/моль) [11]

Д 5 г 9

8 . . .

84,70 кдж/(кмоль-град)

[20,23 калі (моль-град)] [16]

Д Я П Л . . .

92 ООО кдж)кмоль

(22

ккал/моль)

[16]

Д#кип • • •

314 ООО кдж/кмоль

(75 ккал/моль)

[16]

В табл. 5-3 приведена зависимость термодинамических

свойств

окиси

галлия

от температуры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Термодинамические

свойства монокристалла окиси галлия (B-Ga2 03 ),

 

 

 

содержащего

98,67% Ga 2 0 3

[140]

 

 

 

 

 

 

s

0

 

Н^р -

- я

0

4 4

-

-и1)/т

 

 

 

Т

 

 

 

 

Т, "К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кдж

 

кал

 

кдж

 

кал

кдж

 

 

кал

 

кмоль-

град

моль-град

 

кмоль

 

моль

кмоль

 

 

моль

16

0,1172

0,028

 

1,386

 

0,331

0,0293

 

0,007

25

0,4396

0,105

 

8,269

 

1,975

0,1089

 

0,026

70

3,458

0,826

 

129,1

 

30,829

0,875

 

 

0,209

75

9,542

2,279

 

513,8

 

122,72

2,692

 

 

0,643

100

17,24

 

4,117

1

189,4

 

284,06

5,343

 

 

1,276

125

25,72

 

6,142

2

144,0

 

512,16

8,558

 

 

2,044

150

34,53

 

8,248

3 357,4

 

801,86

12,15

 

 

2,902

175

43,42

 

10,37

4 803,0

1147,2

15,98

 

 

3,818

200

52,21

 

12,47

6 452,0

1540,9

19,97

 

 

4,770

225

60,80

 

14,52

8 271,0

1975,5

24,03

 

 

5,740

250

69,13

 

16,51

10 250,0

2447,3

28,13

 

 

6,718

275

77,21

 

18,44

12 360,0

2953,4

32,22

 

 

7,696

298,16

84,70

 

20,23

14 520,0

3468,1

36,00

 

 

8,597

300

85,00

 

20,30

14 610,0

3490,1

36,30

 

 

8,669

5-5. Взаимодействие с другими веществами

Окись галлия легко восстанавливается до низшего окисла или металла, но, видимо, устойчив в окислительных условиях. Причины, ограничивающие приме­ нение, — стоимость, восстановление [11].

 

 

РАЗДЕЛ

ШЕСТОЙ

 

 

 

ДВУОКИСЬ ГАФНИЯ ( Н Ю 2 )

 

 

 

6-1. Общие сведения

 

Молекулярная

масса

 

210,488

Молекулярный

объем

 

21,76 10"3 м3/кмоль

г

 

 

 

[142]

Температура плавления

 

2777 С

(рекомендованное

значение) [11];

 

 

2 9 0 0 ± 2 5 ° С

[121;

2897° С

[30];

2790° С

[36];

2812е С

[29];

2810° С

[13];

2 8 1 2 ± 2 5 ° С

[142];

 

 

 

2774°С

[142]