
книги из ГПНТБ / Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн
.pdf
|
|
|
|
|
|
6-2. Кристаллическая структура |
|
|
|
|
|
||||||||
Существуют две модификации двуокиси гафния: 1) моноклинная, |
или ромбичес |
||||||||||||||||||
кая; 2) тетрагональная [11]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Температура перехода моноклинной модификации в гексагональную 1700— |
|||||||||||||||||||
1800° С [11]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В табл. 6-1 приводятся постоянные решеток обеих модификаций двуокиси гафния- |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6-1 |
|
|
|
|
Постоянные |
решетки двуокиси гафния |
[142] |
|
|
|
||||||||||
Т е м п е р а т у р а , "С |
|
а, |
А |
|
Ь, А |
|
о |
|
Р |
|
|
С и м м е т р и я |
|
||||||
|
|
|
с, А |
|
|
|
|
||||||||||||
|
Комнатная |
|
|
|
5,11 |
|
|
5,14 |
|
5,28 |
99° 44' |
|
Моноклинная |
||||||
|
1640±20 |
|
|
|
5,21 |
|
|
5,15 |
|
5,43 |
98° 48' |
|
|
» |
|
||||
|
1920±20 |
|
|
|
5,14 |
|
|
— |
|
|
5,25 |
— |
|
Тетрагональная |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6-3. |
Плотность |
|
|
|
|
|
|
||
Теоретическая плотность двуокиси гафния: для |
моноклинной |
модификации |
|||||||||||||||||
9680 кг/м3 [11, 13], 1030 кг/м3 |
|
[199]; для тетрагональной |
модификации 11010 |
кг/м3 |
|||||||||||||||
[11], |
10010 кг/м3 |
|
[142]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
6-4. Тепловое расширение |
|
|
|
|
|
|
||||||
В |
интервале |
температур |
|
20—1700° С коэффициент |
линейного |
расширения |
дву |
||||||||||||
окиси |
гафния |
6,45• 10~6 |
град~1е[1]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
В табл. 6-3 приведены данные разных авторов по линейному расширению дву |
|||||||||||||||||||
окиси |
гафния |
в |
различных |
температурных интервалах. |
|
|
|
|
|
||||||||||
В табл. 6-2; 6-4 и на рис. 6-1 и 6-2 приводится зависимость линейного расширения |
|||||||||||||||||||
двуокиси гафния от температуры, добавок |
и структуры. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
0 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т,"к |
|
|
2,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 і |
|
|
2,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 0 |
|
|||
1 2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А А |
|
|
|
і |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
л |
• |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Оп» |
|
І |
|
А |
4 |
|
|
||
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
С0 |
|
|
|
і |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛО |
|
|
А |
4 |
• |
|
|
|
||||
|
0,4 |
|
|
|
|
|
А |
|
• |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
с |
|
0 А\ |
пА ,' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
0,0 |
|
|
й J |
: |
• • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t;c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-200 |
|
0 |
200 |
400 |
600 |
800 |
1000 1200 1400 1600 1800 2000 |
22002400 |
|
Рис. 6-1. Зависимость относительного удлинения двуокиси гафния от температуры и стабилизирующих добавок
Характеристика образцов к рис. 6-1
О б о з |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т е м п е р а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н а ч е |
|
|
|
Х и м и ч е с к и й состав |
|
|
|
т у р н ы й |
|
|
П р и м е ч а н и е |
Источник |
||||||||||
ние |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и н т е р в а л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
97,7% |
Н Ю 2 ; 2,3% СаО |
|
|
|
20—1300 |
|
Плотность |
|
[142] |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8390 |
кг/м3 |
|
|
|
||
• |
|
0,1% |
Т і ; 0 , 1 % Fe;0,l% Si;0,06% |
20—1300 |
|
Пористость |
|
[142] |
||||||||||||||
|
Al; 0,0002% Zr |
MgO |
|
|
|
20—1350 |
|
|
10% |
|
|
[1441 |
||||||||||
п |
|
97,9% |
НЮ,: |
2, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Л |
|
95,4% |
HfOs ; |
4,6% MgO; |
|
|
|
20—1350 |
|
Нестабилизи |
|
[144] |
||||||||||
|
|
1% |
Hf; l%~Zr; 0 , 5 - 1 % |
Fe; 0,5— |
20—1350 |
|
|
[144] |
||||||||||||||
|
1,0% |
Si; |
0,1—0,5% |
Me; |
|
0 , 0 5 - |
|
|
|
рованная |
|
|
|
|||||||||
|
0,1% |
Ті; |
0,5—0,1% |
Ca; |
0,005— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
0,01% |
A l ; 0,001—0,005% |
Mn, Cu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Н Ю 2 , |
свободный |
Zr |
|
|
|
|
400—1300 |
I |
То же |
|
|
145] |
||||||||
о |
|
Н Ю 2 |
+ |
15% |
Y 2 |
0 3 |
|
|
|
|
|
80—2410 |
I Спечен образец |
|
146] |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при 968° С |
|
|
|
|||
|
|
Нестабилизированная |
Н Ю 2 |
|
80—2410 |
| |
То же, А — |
|
146] |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагревание; |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
— охла |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ждение |
|
|
|
|
||
П р и м е ч а н и е . |
Образц ы |
+ . |
• , |
А |
имеют |
м о н о к л и н ную |
к р и с т а л л и ч е с к у ю |
с г р у к - |
||||||||||||||
т у р у , с т р у к т у р а |
остальны х о б р а з ц о в |
н е у к а з а н а . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6-3 |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6-4 |
|||||
|
Средние |
коэффициенты |
|
|
|
|
Средний |
коэффициент |
линейного |
|
||||||||||||
|
|
|
|
расширения образцов |
из двуокиси |
гафния |
||||||||||||||||
линейного расширения двуокиси |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
с добавками |
Y 2 |
0 3 |
99% , |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
гафния |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обожженных при 968° С [146] |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
И н т е р в а л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И н т е р в а л |
|
|
н ю , + |
|
Н Ю , + |
|
||||||
т е м п е р а т у р |
а . 10е |
град'1 |
И с т о ч н и к |
|
т е м п е р а т у р |
|
+ |
10% |
Y 2 |
O s |
+ |
15% Y 2 |
O a |
|||||||||
|
°С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
°С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
—231 + 287 |
|
6,12 |
|
[146] |
|
|
—231 + 287 |
|
|
9,72 |
|
|
9,25 |
|
||||||||
—231-М 468 |
|
7,06 |
|
[146] |
|
|
287+847 |
|
|
10,27 |
|
|
10,18 |
|
||||||||
20—1700 |
|
6,45 |
|
|
[11] |
|
|
847+ 1407 |
|
12,05 |
|
|
11,7 |
|
||||||||
250—1300 |
|
5,8 |
|
[12, |
142] |
1407+1967 |
|
12,7 |
|
|
12,85 |
|
||||||||||
|
|
|
|
(моно |
|
|
|
|
|
|
1967+2247 |
|
12,78 |
|
|
13,31 |
|
|||||
|
|
|
клинная) |
|
|
|
|
|
—231+1239 |
|
10,48 |
|
|
10,16 |
|
|||||||
287—847 |
|
6,84 |
|
[146] |
|
|
—231 + 2247 |
|
11,4 |
|
|
11,3 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4 |
300 |
500 |
700 |
900 |
ffQQ |
1300 1500 1700 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
||
Рис. |
6-2. Зависимость |
от |
|
|
f,o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
носительного |
|
удлинения |
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
образца |
из |
6 Н Ю 2 - Т а 0 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
от |
температуры |
[144] |
|
|
,¥ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
П р и м е с и Н Ю , ; 1% T h , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
0,05—1% V ; 0,1—0,5 Na, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
0,01—0,05% A l , Ті; примес и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Т а г 0 5 : 1% |
Та , 1% Si; 0 , 0 5 - |
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1% |
F , |
Ті |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-02 |
0 |
200 |
WO |
800 |
800 |
1000 |
1200 '1400 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' |
|
|
|
|
6-5. Термодинамические свойства |
|
|
|
|||||
При |
температуре |
25° С |
удельная |
теплоемкость двуокисии |
гафния |
||||||
107,1 кдж/(кмоль-град) |
[25,58 калі (моль-град) |
] [11]. |
|
|
|
|
|||||
Зависимость теплоемкости двуокиси гафния от температуры, рассчитанная по |
|||||||||||
формуле |
Ср |
= 17,39 + |
2,0810" 3Т — 3,48- 1 0 5 Т - 2 , |
кал/(моль-град), |
приведена |
||||||
ниже: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температура, |
°К |
298 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
|
Теплоемкость, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
кдж/(кмоль |
• град) |
59,0 |
59,5 |
67,16 |
71,3 79,99 75,9 77,50 78,9 80,05- |
||||||
кал/(моль |
• град) |
14,09 |
14,21 |
16,04 |
17,03 17,67 18,13 18,51 18,83 19,12 |
||||||
Температура, |
°К |
1100 |
|
1200 |
1300 |
1400 |
1500 |
1600 |
1700 |
1800 |
|
Теплоемкость, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кдж/(кмоль |
• град) |
81,2 |
82,27 |
83,3 |
84,24 |
85,2 |
86,16 |
87,2 |
88,01 |
||
кал/(моль |
• град) |
19,4 |
19,65 |
19,89 |
20,12 |
20,36 |
20,58 |
20,81 21,02 |
Ниже приведены значения некоторых термодинамических свойств двуокиси raij ния при комнатной температуре и температуре плавления:
|
— 1 137 000 |
кдж/кмоль |
(—271,5 ккал/моль) |
[11] |
^ 2 9 8 |
— 1 084 000 |
кдж/кмоль |
(—259 ккал/моль) |
[11] |
|
124,4 кдж/(кмоль-град) |
[29,7 кал/(моль-град)] |
[11] |
|
|
71 000 кдж/кмоль (17 ккал/моль) |
[16] |
Зависимость термодинамических свойств двуокиси гафния от температуры при ведена в табл. 6-5.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
6-5 |
|
|
|
|
Термодинамические свойства двуокиси гафния [36] |
|
|
|
|||||||||||
|
|
Ну —• Я 2 9 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а о. |
кдж |
кал |
кдж |
кал |
|
кдж |
|
кал |
|
кдж |
|
кал |
|
||||
моль |
моль |
КМОЛЬ |
МОЛЬ |
|
КМОЛЬ |
МОЛЬ |
КМОЛЬ |
|
моль |
|
|||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
298 |
|
|
|
|
62,0 |
14,81 |
|
114 |
000 |
— 266 |
050 |
— 1 054 |
000 |
—251 |
750 |
||
400 |
6 |
490 |
1 550 |
82,1 |
19,61 |
— 113 |
000 |
— 265 |
900 |
— 1 034 |
000 |
— 246 |
900 |
||||
500 |
13 190 |
3 |
150 |
93,1 |
22,24 |
|
112 |
000 |
— 265 |
650 |
— 1 014 |
000 |
— 242 |
150 |
|||
600 |
20 |
520 |
4 900 |
106,3 |
25,40 |
|
111 |
000 |
— 265 |
350 |
— 994 |
600 |
— 237 |
550 |
|||
700 |
28 |
050 |
6 |
700 |
118.0 |
28,19 |
|
109 |
000 |
— 264 |
950 |
— 975 |
400 |
— 232 |
950 |
||
800 |
35 |
800 |
8 |
550 |
128,4 |
30,67 |
|
108 |
000 |
— 264 |
600 |
— 957 |
400 |
— 228 |
650 |
||
900 |
43 |
750 |
10 450 |
137,7 |
32,88 |
— 106 000 |
—264 |
200 |
— 938 |
300 |
— 224 |
100 |
|||||
1000 |
51 |
710 |
12 |
350 |
146,0 |
34,88 |
— |
105 |
000 |
— 263 |
850 |
— 919 |
900 |
— 219 |
700 |
||
1100 |
59 |
870 |
14 300 |
153,7 |
36,72 |
— |
103 000 |
—263 |
400 |
— 901 |
500 |
— 215 |
300 |
||||
1200' |
68 |
040 |
16 250 |
160,9 |
38,42 |
— |
102 |
000 |
— 263 |
100 |
— 884 |
300 |
— 211 |
200 |
|||
1300 |
76 |
200 |
18 200 |
167,5 |
40,00 |
— 100 |
000 |
— 262 |
600 |
— 866 |
300 |
'—206 |
900 |
||||
1400 |
84 |
580 |
20 200 |
173,7 |
41,48 |
— |
098 |
000 |
— 262 |
200 |
— 847 |
900 |
— 202 |
500 |
|||
1500 |
92 |
950 |
22 |
200 |
179,5 |
42,87 |
— |
096 |
000 |
— 261 |
850 |
— 830 |
500 |
— 198 |
350 |
||
1600 |
101 |
500 |
24 |
250 |
185,0 |
44,19 |
— |
094 |
000 |
— 261 |
350 |
— 813 |
700 |
— 194 |
350 |
||
1700 |
ПО |
100 |
26 |
300 |
190,2 |
45,44 |
— |
092 |
000 |
— 260 |
950 |
— 796 |
600 |
— 190 |
250 |
||
1800 |
1 18 900 |
28 |
400 |
195,2 |
46,63 |
— I 090 |
000 |
— 260 |
350 |
— 779 |
000 |
— 186 |
050 |
||||
1900 |
127 700 |
30 |
500 |
200,0 |
47,76 |
— 1 085 |
000 |
— 259 |
100 |
— 759 |
500 |
— 181 |
400 |
||||
2000 |
|||||||||||||||||
136 500 |
32 600 |
204,5 |
48,85 |
— 1 082 |
500 |
— 258 |
550 |
— 743 |
600 |
— 177 |
600 |
||||||
2500 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
— 1 071 |
000 |
— 255 850 |
—668 200 |
— 159 600 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
При температуре |
50° С |
коэффициент |
теплопроводности |
двуокиси |
гафния |
|||||||
1,702 вті (м-град) |
[0,0041 |
калі (см-сек-град)] |
[30]. |
|
|
|
|
|
||||
На рис. 6-3 показана зависимость коэффициента теплопроводности от темпера |
||||||||||||
туры. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
400 600 |
8001000 |
. 0,007ъ |
||
|
|
|
|
|
|
|
- f |
- 1 — |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\0,006% |
|
Рис. 6-3. Зависимость |
коэффициента |
теп |
|
|
|
|
\0,005 £ |
|||||
|
|
|
|
OfiOU % |
||||||||
лопроводности двуокиси |
гафния от |
тем |
|
|
|
— |
||||||
|
|
|
0,003 % |
|||||||||
|
пературы |
[152] |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
< І 2 |
|
|
|
0,002 § |
|
|
|
|
|
|
|
|
-200 |
0 |
|
t,°c |
1OftOI0,000 |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
200 400 600800 |
|
|
|||
|
|
|
|
6-7. Электрические свойства |
|
|
|
|
||||
Двуокись гафния — изолятор, имеющий при температуре 400° С удельное элек |
||||||||||||
тросопротивление 5- 107 |
ом-м |
[11 ] , при температуре |
1500° С — 10 ом-м. |
[11 ] . |
|
|||||||
Магнитная восприимчивость равна —8,8- 10~6 кг'1 |
[11]. |
|
|
|
||||||||
Зависимость электросопротивления двуокиси гафния от температуры приво |
||||||||||||
дится на рис. 6-4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,8 500 |
750 |
1000 |
1250 |
1500Т°К |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6-4. Зависимость удельного электро сопротивления двуокиси гафния от тем пературы
О б р а з е ц с о д е р ж и т : 0,1% |
T i , 0 , l F e , |
Si; 0,6 % A l ; |
0,0002% Z r , материал |
о б ж и г а л с я |
пр и 1600° С |
в течение |
2 ч [142] |
|
6-8. Оптические свойства
Цвет моноклинной двуокиси гафния белый [199]. Показатель преломления мо ноклинной двуокиси гафния 1,98—2,02 [142].
6-9. Взаимодействие с другими веществами
По химическим свойствам двуокись гафния сходна с Z r 0 2 ; химически стойка. Причина, ограничивающая применение, — стоимость [11]. Дл я моноклинной Н Ю 2 устойчивость 1700° С, для тетрагональной более 1700° С [142.]
|
|
РАЗДЕЛ |
СЕДЬМОЙ |
|
|
|
|
|
|
|
ДВУОКИСЬ ГЕРМАНИЯ (Ge02 ) |
|
|
|
|||
|
|
7-1. Общие сведения |
|
|
|
|
||
|
Молекулярная масса |
|
|
104,588 |
|
|
||
|
Температура |
плавления |
|
|
1116°С |
[16] |
|
|
|
Температура |
кипения |
|
|
2352° С |
[16] |
|
|
|
|
7-2. Кристаллическая структура |
|
|
|
|||
Энергия |
кристаллической решетки |
12 840 ООО кдж/кмоль |
(3066 ккал/моль) |
[167]. |
||||
В табл. |
7-1 приведены данные о кристаллическом строении окиси германия. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7-І |
|
|
Кристаллические |
модификации |
двуокиси |
|
|
|||
С о е д и н е н и е |
Сингония |
и ти п |
р е ш е т к и |
|
|
|
О |
|
|
П а р а м е т р р е ш е т к и , А |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
a-Ge02 |
(нераствори |
Тетрагональная, типа Sn02 |
а = |
4,404; с = |
2,858 |
|||
мая форма) |
|
|
|
|
|
|
|
|
P-Ge02 |
|
Тригональная, |
типа |
a- |
а = |
4,982; с = |
5,659 |
|
|
|
Si0 2 |
|
|
|
|
|
|
7-3. Плотность
Плотность стекловидной Ge0 2 для различных образцов в зависимости от их обработки 3609—3667 кг/м3 [153, 154].
7-4. Тепловое расширение
В табл. 7-2 приведены данные разных авторов по линейному расширению дву окиси германия в различных температурных интервалах.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7-2 |
Средние коэффициенты линейного расширения двуокиси германия |
|||||||
И н т е р в а л |
|
|
|
П р и м е ч а н и е |
Источник |
||
т е м п е р а т у р |
а - 1 0 е , |
град'1 |
|
||||
°С |
|
|
|
|
|
|
|
25—350 |
7,59 |
|
Стекловидная |
Ge02 |
[155] |
||
25—410 |
7,57 |
|
|
» |
Ge02 |
[154] |
|
25—480 |
9,98 |
|
Гексагональная |
Ge02 |
[155] |
||
25—500 |
9,50 |
|
|
» |
|
Ge02 |
[156] |
25—480 |
5,36 |
|
Тетрагональная |
Ge02 |
[155] |
||
400—800 |
8,5 |
|
То |
же, вычисленное значение |
[157] |
||
400—800 |
7,0 |
|
То же, измеренное значение |
[157] |
|||
400—800 |
3,8 |
|
То |
же, вдоль |
оси с |
[157] |
|
400—800 |
10,8 |
|
То |
же, вдоль |
оси а |
[157] |
Зависимость относительного расширения двуокиси германия от температуры приведена на рис. 7-1 и в табл. 7-3.
ш |
вію |
800 |
woo |
1200 |
то |
—1 I |
' і |
1 1 |
' 1 |
T 1 |
г |
Рис. 7-1. Зависимость относитель ного расширения двуокиси германия от температуры
|
|
|
|
Таблица 7-3 |
|
Характеристика образцов к рис. 7-1 |
|
||
|
|
Т е м п е р а |
|
|
О б о з н а |
К р и с т а л л и ч е с к а я |
т у р н ы й |
П р и м е ч а н и е , |
источник |
ч е н и е |
с т р у к т у р а |
и н т е р в а л |
||
|
|
°С |
|
|
•• |
Тетрагональная,типа рутил |
50—1000 |
|
[157] |
То же |
50—800 |
Вдоль оси |
[157] |
|
•О |
» |
50—1000 |
Вдоль оси |
[157] |
» |
50—600 |
— |
1155] |
|
Л |
Гексагональная Ge0.2 |
50—500 |
— |
[155] |
• |
Стекловидная |
50—400 |
— |
[155] |
|
7-5. Термодинамические свойства |
|
||
При температуре |
25° С |
удельная |
теплоемкость двуокиси |
германия |
46,555 кдж/(кмольград) |
[11,119 |
кал/(мольград)} [16]. |
|
В табл. 7-4—7-5 приведена зависимость теплоемкости от температуры.
Ниже приведены значения некоторых термодинамических свойств двуокиси гер
мания при |
комнатной темпераруре, температуре плавления и кипения: |
|
|||
А Я а В |
8 |
. . . |
—538 400 кдж/кмоль (—128,6 ккал/моль) |
[16] |
|
A S 2 9 8 |
|
. . . |
52,3 кдж/(кмоль• |
град) [12,5 кал/(моль-град)\ |
[16] |
Д Я П Л |
. . . |
4400 кдж/кмоль |
(10,5 ккал/моль) |
[16] |
Д # к и п . • • 255 000 кдж/кмоль (61 ккал/моль) |
[16] |
|
|
Удельная теплоемкость |
двуокиси |
германия |
[16] |
|
|
|||||||
|
|
|
Т е п л о е м к о с т ь |
|
і |
|
|
|
|
Т е п л о е м к о с т ь |
|
|||
Т е м п е р а т у р а |
|
|
|
|
|
"К |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
J |
|
|
|
|
|
|
|||
° К |
|
кдж |
|
кал |
|
і Т е м п е р а т у р а |
кдж |
кал |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
(кмоль-град) |
(моль-град) |
|
|
|
(кмоль-град) |
(моль-град) |
|
|||||
298 |
|
44,42 |
10,61 |
|
800 |
|
51,92 |
12,40 |
|
|||||
400 |
|
46,60 |
|
|
|
|
900 |
|
53,09 |
12,68 |
|
|||
|
11,13 |
|
1000 |
|
54,22 |
12,95 |
|
|||||||
500 |
|
48,15 |
11,50 |
|
1100 |
|
55,35 |
13,22 |
|
|||||
600 |
|
49,49 |
11,82 |
|
1200 |
|
56,48 |
13,49 |
|
|||||
700 |
|
50,75 |
12,12 |
|
1300 |
|
57,57 |
13,75 |
|
|||||
П р и м е ч а н и е . |
Р а с с ч и т а н о |
по ф о р м у л е |
= |
10,4 -f- |
2,6- |
10 — 3 |
7* — 0,5- 1 0 5 |
Г - ' , |
||||||
калКмоль- |
град). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
7-5 |
Молярная теплоемкость плавленой двуокиси германия при низких |
|
|||||||||||||
|
|
температурах |
(плотность |
образна 3609 кг/м3) |
[І53] |
|
|
|||||||
|
|
|
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 |
кдж |
|
кал |
|
Т е м п е р а т у р а |
кдж |
кал |
|
||||||
° К |
|
|
|
|
° К |
|
|
|
||||||
|
|
(кмоль-град) |
(моль- |
град) |
|
|
|
(кмоль-град) |
(моль-град) |
|
||||
2,357 |
|
0,0031 |
0,00074 |
|
7,444 |
|
0,217 |
0,05185 |
||||||
2,479 |
|
0,0034 |
0,00082 |
|
8,443 |
|
0,322 |
0,07685 |
||||||
2,867 |
|
0,0055 |
0,00132 |
|
9,486 |
|
0,441 |
0,1054 |
|
|||||
2,964 |
|
0,0061 |
0,00147 |
|
10,561 |
|
0,593 |
0,1416 |
|
|||||
3,404 |
|
0,0101 |
0,00241 |
|
11,823 |
|
0,791 |
0,1890 |
|
|||||
3,469 |
|
0,0106 |
0,00254 |
|
13,606 |
|
1,120 |
0,2675 |
|
|||||
3,961 |
|
0,0176 |
0,00420 |
|
15,147 |
|
1,426 |
0,3405 |
|
|||||
4,480 |
|
0,0305 |
0,00729 |
|
16,511 |
|
1,735 |
0,4144 |
|
|||||
4,979 |
|
0,0514 |
0,01228 |
|
17,991 |
|
2,064 |
0,4930 |
|
|||||
5,468 |
|
0,0773 |
0,01847 |
|
19,454 |
|
2,396 |
0,5723 |
|
|||||
6,336 |
|
0,1324 |
0,03163 |
|
20,985 |
|
2,762 |
0,6598 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
22,737 |
|
3,196 |
0,7634 |
|
||
П р и м е ч а н и е . |
О б р а з е ц |
изготовлен |
и з 150 г GeO , который |
п л а в и л с я в п л а т и н е , |
||||||||||
в ы д е р ж и в а л с я 20 |
мин пр и 1600° |
С и |
20 |
мин |
пр и |
1540° |
Г, |
о х л а ж д а л с я |
на |
в о з д у х е . |
|
7-6. Оптические свойства
Коэффициент преломления плавленой двуокиси германия 1,606 [153]. Цвет — белый [82].
РАЗДЕЛ |
ВОСЬМОЙ |
ОКИСЛЫ |
ЖЕЛЕЗА |
8-1. Общие сведения |
|
Молекулярная масса: |
71,846 |
FeO |
|
Fe 3 0 4 |
231,537 |
Fe 2 0 3 |
159,691 |
Температура |
плавления: |
|
|
|
|
|
FeO |
|
1368° С |
(рекомендо |
[16]; |
|
|
|
|
1377° С |
ванное зна |
[36]; |
|
|
|
|
1420° С |
чение) |
[13] |
|
|
Fe3 04 |
|
1597° С |
(рекомендо |
[36]; |
|
|
|
|
1538° С |
ванное зна |
[13, 30] |
|
|
Fe 2 0 3 |
. • |
1565° С |
чение) |
[13] |
|
|
|
|
|
||||
Температура |
кипения: |
|
|
|
|
|
FeO |
|
2427° С |
|
|
[16] |
|
Fe 2 0 3 |
|
1457° С |
(разла |
[16, 36] |
|
|
|
|
|
гается) |
|
|
|
|
|
8-2. Кристаллическая структура |
|
|
|
|
Энергия |
кристаллической решетки 4 036 000 кдж/кмоль |
(964 |
ккал/моль) |
[167] |
||
Данные |
по кристаллической структуре окислов железа |
приводятся в табл. 8-1 |
||||
и 8-2. |
|
|
|
|
Таблица |
8-1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
Кристаллическая структура окислов |
железа [16] |
|
|
О к и с е л и модификация |
Сингония и ти п р е ш е т к и |
FeO (закись)
a-Fe3 04 P-Fe3 04 (магнетит)
a-Fe2 03 (окись, гематит)
P-Fe2 Os
y-Fe2 03 (магнитная окись)
6-Fe.03
Кубическая, |
типа |
NaCl |
|
« |
типа |
M g A l 2 0 3 |
|
« |
типа |
M g A l 2 0 3 |
|
Тригональная, типа |
Fe2 03 |
||
« |
типа |
А1 2 0 3 |
|
Кубическая, |
типа |
А 1 2 0 3 |
Гексагональная
Температура и теплота превращений одних модификаций железа в другие [16, 36]
П а р а м е т р
о
р е ш е т к и , А
а= 4,299
а= 8,44
а= 8,37
а5,42 ч = 55° 17'
а= 5,036 с = 13,763
а= 8,4
а= 5,580 с = 4,832
Таблица 8-2
окислов
|
Т е м п е р а т у р а |
АН п р е в р а щ е н и я |
|
М о д и ф и к а ц и я окислов |
|
|
|
п р е в р а щ е |
|
|
|
|
н и я , °K |
кдж/кмоль |
ккал/моль |
a-Fe3 04 a-Fe2 03 P-Fe2 03
- P-Fe3 04 ~> P-Fe2 Os -> Y-Fe2 03
900 |
0 |
0 |
950 |
—670 |
—0,16 |
1050 |
0 |
0 |
8-3. Плотность
Теоретическая плотность окислов |
железа: |
|
FeO |
5870 кг/м3 |
[13] |
Fe 3 0 4 |
5180 кг/м3 |
[13]; |
|
5060 кг/м3 |
[174] |
Fe„0 3 |
5240 кг/м3 |
[13] |
|
|
|
8-4. Тепловое расширение |
|
|
|
||||
Н а р и с . 8-1 и в табл. |
8-3 приводится зависимость |
относительного удлинения |
||||||||
окислов железа от температуры. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Средний коэффициент линейного расширения закиси железа (FeO) в интервалах |
||||||||||
температур от 100° С до указанных представлен ниже: |
|
|
|
|||||||
Температура, |
°С |
|
|
200 |
400 |
600 |
800 |
|
1000 |
|
а - 1 0 е , |
град'1 |
по источнику |
|
|
|
|
|
|
||
[158] |
|
|
|
12,4 |
12,3 |
12,6 |
13,4 |
|
15,2 |
|
[159] |
|
|
|
10,9 |
11,4 |
12,0 |
(12,6)* |
(13,2) * |
||
В работе |
[160] для 800° С а = 8,1- 10'6 |
град'1. |
|
|
|
|||||
|
|
100 |
300 |
500 |
700 |
900 |
1100 |
1300 |
1500 |
|
|
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 f,°
0,5
0,0
' -200 0 |
200 W0 600 800 1000 1200 |
Обозна чение
Рис. 8-1. Зависимость относительного удлинения окислов железа от температуры
Характеристика образцов к рис. 8-1 |
Таблица 8-3 |
||
|
|||
|
П л о т |
Т е м п е р а |
|
Х и м и ч е с к и й состав |
т у р н ы й |
П р и м е ч а н и е , источник |
|
ность |
и н т е р в а л |
||
|
кг/м3 |
°С |
|
О |
FeO |
_ |
—1994-400 |
Испытывалось в атмос |
|
|
|
|
фере дилатометрическим |
• |
|
|
|
методом [161] |
90% FeO |
5542 |
100—1010 |
[159] |
|
О |
FeO |
— |
200—1000 |
[158] |
Л |
Fe 2 0 3 |
5222 |
100—1200 |
[159] |
• |
Fe3 04 |
— |
20—700 |
іМонокристалл [162] |
|
(магнитный |
железняк) |
|
|
* |
Получено экстраполяцией. |
|
|
8-5. Термодинамические свойства
Удельная теплоемкость окислов железа при комнатной температуре [43]:
FeO |
52,04 кдж/(кмоль-град) |
[12,43 калі (моль-град)] |
|
Fe 2 0 4 |
143,5 кдж/(кмоль-град) |
[34,28 кал/(моль• град)] |
|
Fe 2 0 3 |
104,8 кдж/(кмоль-град) |
[25,04 |
кал/(моль-град)] |
В табл. £-4—8-6 приводится зависимость удельной теплоемкости окислов железа от температуры.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8-4 |
|
|
|
Удельная теплоемкость окислов железа [10] |
|
||||||
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 |
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е |
|||
0 |
100 |
300 |
500 |
700 |
900 |
|
|
|
|
0,699 |
0,737 |
0,766 |
0,796 |
0,816 |
0,837 |
Истинная |
теплоемкость |
||
0,167 |
0,176 |
0,183 |
0,190 |
0,195 |
0,200 |
||||
|
|
|
|||||||
FeO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,699 |
0,720 |
0,745 |
0,758 |
0,775 |
0,783 |
Средняя |
теплоемкость |
||
0,167 |
0,172 |
0,178 |
0,181 |
0,185 |
0,187 |
||||
|
|
|
|||||||
0,615 |
0,724 |
0,854 |
0,955 |
1,047 |
— |
Истинная |
теплоемкость |
||
0,147 |
0,173 |
0,204 |
0,228 |
0,250 |
|||||
|
|
|
|
||||||
Fe2 03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,615 |
0,674 |
0,754 |
0,816 |
0,867 |
— |
Средняя |
теплоемкость |
||
0,147 |
0,161 |
0,180 |
0,195 |
0,207 |
|||||
|
|
|
|
||||||
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 кдж/(кг-град), |
з н а м е н а т е л ь |
вккал/(кг-град).
Таблица 8-5
Молярная теплоемкость различных модификаций окиси железа при низких температурах [43]
|
> |
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
10 |
25 |
50 |
100 |
150 |
200 |
298,1 |
|
FeO |
|
(0,0837) |
(1,005) |
(6,07) |
(24,5) |
(41,87) |
49,11 |
52,04 |
|
|
(0,02) |
(0,24) |
(1,45) |
(5,85) |
(10,00) |
11,73 |
12,43 |
||
|
|
||||||||
Fe 3 0 |
|
(0,251) |
(3,56) |
(15,58) |
56,65 |
92,82 |
116,6 |
143,5 |
|
4 |
(0,06) |
(0,85) |
(3,72) |
13,53 |
22,17 |
27,85 |
34,28 |
||
|
|
||||||||
Fe2 0 |
3 |
(0,21) |
(3,29) |
11,97 |
32,03 |
56,19 |
76,50 |
104,8 |
|
(0,05) |
(0,77) |
2,86 |
7,65 |
13,42 |
18,27 |
25,04 |
|||
|
|
||||||||
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), |
знаме |
||||||
натель в |
|
калКмоль-град). |
|
|
|
|
|
|