Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ ФЕРРИТОВ-ХРОМИТОВ КОБАЛЬТА (II) В ХОДЕ ТВЕРДОФАЗНОЙ РЕАКЦИИ

Таланов В.М., Шабельская Н.П., Ульянов А.К.

В настоящее время одной из ключевых проблем химии твердого тела является разработка методик синтеза материалов с заданным комплексом свойств. Изучению кинетики синтеза твердых растворов состава CoFe2-xCrxO4 уделено недостаточное внимание. Между тем, шпинели такого состава являются ценным материалом для широкого круга технических применений. Поэтому изучение кинетики образования твердых растворов состава CoFe2-xCrxO4 является актуальной задачей.

Для приготовления образцов твердых растворов были составлены сырьевые смеси из оксидов железа (III), хрома (III) и кобальта (II) марки хч, отвечающие стехиометрическому соотношению компонентов CoO, Fe2O3, Cr2O3 в твердых растворах шпинелей. Синтез материалов осуществляли по керамической технологии при температурах 900, 1000 и 1100оС. Полноту синтеза контролировали с помощью рентгенофазового анализа на рентгеновском дифрактометре ДРОН-1,5. Для идентификации фаз использовали картотеку ASTM, параметры элементарных ячеек определяли по линии (440). Анализ рентгенограмм показывает, что синтезированные материалы имеют структуру кубической шпинели при всех значениях параметра состава х.

При расчете коэффициента диффузии D использовали формулу x2 = = 2Dvτ. Здесь x - толщина слоя образовавшегося продукта, см; D - коэффициент диффузии, см2/с; v - относительное увеличение объема продукта реакции при переносе одного моля ионов; τ - время, с.

Для шпинелей CoFe2-xCrxO4 в интервале концентраций 0,4≤х≤1,6 наблюдается практически монотонное уменьшение коэффициента диффузии с уменьшением концентрации ионов Fe3+ в составе твердого раствора; в интервалах концентраций 0≤х<0,4 и 1,6<х≤2,0 значения D увеличиваются в 4-5 раз. Концентрационная зависимость энергии активации диффузии имеет излом в окрестности х = 1,2. Это может быть связано с изменением сорта диффундирующих частиц. В интервале концентраций 0≤х≤1,2 диффузия осуществляется, по-видимому, за счет ионов Fe3+. С увеличением параметра х содержание катионов Fe3+ в составе твердого раствора уменьшается, концентрация Co2+ увеличивается, и при 1,2<х<2,0 происходит смена диффундирующих частиц - процесс осуществляется, по-видимому, за счет противодиффузии катионов кобальта и железа.

Для реакций образования шпинелей состава CoFe2-xCrxO4 рассчитано значение температурного коэффициента скорости реакции. Для всех составов γ = 1,084 - 1,099, то есть, повышение температуры процесса на 10 градусов приводит к увеличению скорости реакции примерно на 9%.


Библиографическая ссылка

Таланов В.М., Шабельская Н.П., Ульянов А.К. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ ФЕРРИТОВ-ХРОМИТОВ КОБАЛЬТА (II) В ХОДЕ ТВЕРДОФАЗНОЙ РЕАКЦИИ // Фундаментальные исследования. – 2006. – № 3. – С. 92-92;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4913 (дата обращения: 26.09.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074