Фазовые равновесия в системе MgS – Y2S3 - конспект - Химия - Часть 3, Конспект из Химия
zaycev_ia
zaycev_ia21 June 2013

Фазовые равновесия в системе MgS – Y2S3 - конспект - Химия - Часть 3, Конспект из Химия

PDF (241.2 KB)
20 страница
390количество посещений
Описание
I.M. Sechenov Moscow Medical Academy. Реферат по химии. Глава 3. Экспериментальная часть. Синтез веществ. Синтез трехкомпонентных образцов в системе mgs – y2s3. Микроструктурный анализ образцов системы mgs – y2s3. ...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 20
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ

25

25

Рис. 6. Схема реактора для плавления вещества в парах серы.

1 – тигель с веществом, 2 – подставка, 3 – тепловой экран, 4 –

кварцевый реактор, 5 – ВЧ – индуктор, 6 – сера элементарная.

25

Табл.4 Условия синтеза образцов и их фазовый состав в

системе Mg-Y2S3.

Состав

образца,

мол%

Y2S3.

У с л о в и е

с и н т е з а

образца

В н е ш н и й

в и д

образца

Условие

термообр

а б о т к и

о б р а з ц а

Т , 0 C

(отжига)

Фазовый

с о с т а в

о б р а з ц а

п о

д а н н ы м

МСА

Ф а з о в ы й

с о с т а в

образца по

данным РФА

4 О б р а з ц ы

получены

сплавление

м

исходных

суль

Темно-сер

ый слиток

с метал.

блеском

1320

800

С е р а я

фаза MgS

MgS

8 фидов в

графитово

м тигле, в

п а р а х

серы, в

высокочас

т о т н о м

индукторе

Темно-сер

ый со

светло-кор

и ч н е в ы м

оттенком и

с метал.

блеском

1320

800

С е р а я

фаза MgS

MgS

10 при 2070К

в течении

10 мин

закаляли

Желто-сер

ый слиток

1320

800

С е р а я

фаза MgS

С е р а я

фаза MgS

+эвтекти

MgS

MgS+MgY2S

4

25

ка

12 охлаждени

ем до

комнатной

температур

ы, затем

о тжи гали

при 1070К

и 1720К

Черный с

темно-кор

ичневым и

ж е л т ы м

о т т е н к о м

слиток с

м е т а л .

блеском

1320

800

С е р а я

фаза MgS

С е р а я

фаза MgS

+эвтекти

ка

MgS

MgS+MgY2S

4

20 Желто-сер

ый слиток

с л е г к а

коричневы

й

1320

800

С е р ы е

з е р н а

MgS

С е р ы е

з е р н а

M g S

+эвтекти

ка

MgS

MgS+MgY2S

4

22 1320

800

С е р ы е

з е р н а

M g S

+эвтекти

ка

MgS+MgY2S

4

45 1320 Ж е л т ы е

з е р н а

ф а з ы

MgY2S4+

эвтектика

MgS+MgY2S

4

48 Серый с

темно-кор

1320

1270

Ж е л т ы е

з е р н а

MgY2S4

25

и ч н е в ы м

о т т е н к о м

слиток с

м е т а л .

блеском

ф а з ы

MgY2S4

50 С в е т л о

серый с

темно-кор

ичневым и

ж е л т ы м

о т т е н к о м

слиток с

м е т а л

блеском

1830

1320

1270

Ж е л т ы е

з е р н а

ф а з ы

MgY2S4

MgY2S4

52 Т е м н о

серый с

коричневы

м оттенком

слиток с

м е т а л

блеском

1320

1270

MgY2S4

55 1320 ж е л т ы е

з е р н а

MgY2S4

+

коричнев

ые зерна

MgY4S7

M g Y 4 S 7 +

MgY2S4

60 1320 ж е л т ы е M g Y 4 S 7 +

25

з е р н а

MgY2S4

+

коричнев

ые зерна

MgY4S7

MgY2S4

61 Серый с

темно-кор

и ч н е в ы м

о т т е н к о м

слиток с

м е т а л .

блеском

1270 ж е л т ы е

з е р н а

MgY2S4

+

коричнев

ые зерна

MgY4S7

M g Y 4 S 7 +

MgY2S4

66,6 Темно-кор

ичневый со

светло-сер

ы м

о т т е н к о м

слиток с

м е т а л .

Блеском

1830

1320

1270

Ж е л т ы е

з е р н а

MgY2S4

+

эвтектика

Коричнев

ые зерна

MgY4S7

Y2S3+MgY2S

4

MgY4S7

75 С л и т о к

темно-серо

го цвета,

с л е г к а

коричневат

ый

1320 Коричнев

ые зерна

MgY4S7+

эвтектика

M g Y 4 S 7 +

эвтектика

25

95 С л и т о к

темно-кор

и ч н е в о г о

ц в е т а ,

с л е г к а

сероватый

1320

1270

Светло-се

рые зерна

Y 2 S 3 +

эвтектика

Y2S3+MgY4S

7

3.1.4. Микроструктурный анализ образцов системы MgS – Y2S3. По данным микроструктурного анализа шлифы образцов, содержащие

48, 50, 52 мол.% Y2S3 однофазны, что может указывать на образование

химического соединения MgY2S4 и твердого раствора на его основе.

Образцы же, содержащие 45, 55 мол.% Y2S3 двухфазны и содержат желтые

зерна твердого раствора на основе MgY2S4 и эвтектику.

Образец, содержащий 66 мол.% Y2S3, отожженный при 1830 К

двухфазен и содержит желтые зерна твердого раствора на основе MgY2S4 и

эвтектику, а отожженный при 1590 К и 1270 К однофазен – зерна

коричневого цвета.

На основе MgS образуется протяженный твердый раствор, что следует из

данных микроструктурного анализа образцов, отожженный при 1590 К,

содержащих 4, 8, 12, 16, 20 мол. % Y2S3 , которые однофазны, на шлифах

наблюдаются серые зерна твердого раствора на основе MgS.

Образец, содержащий 22 мол.% Y2S3 – двухфазен, на шлифе видны

крупные серые зерна твердого раствора на основе MgS и небольшие

вкрапления эвтектики.

Наклон линии сольвуса определен из данных микроструктурного анализа

образцов, содержащих 4, 8, 12, 16, 20 мол. % Y2S3 и отожженных при1070 К.

Образцы, содержащие 4 и 8 мол. % Y2S3 – однофазны, а образцы,

25

содержащие 12, 16, 20 мол. % Y2S3 – двухфазны и содержат серые зерна

твердого раствора на основе MgS и эвтектику.

На основе  - Y2S3 твердый раствор не обнаружен, что подтверждено

микроструктурным анализом образцов, содержащих 95,99 мол. % Y2S3.

Состав эвтектик можно предположить лишь ориентировочно, т.к. синтез

образцов, содержащих 30, 35, 80, 85, 90 мол. % Y2S3 , получаемых прямым

ампульным методом еще не окончен.

3.1.4. Рентгенофазовый анализ образцов системы MgS - Y2S3 .

По результатам рентгенофазового анализа в системе образуется 2

химических соединения, отвечающие составам:

1. 50 мол.% Y2S3. Дифрактограмма идентифицирована в ромбической

сингонии и отнесена к структурному типу MnY2S4 по картотеке ASTM

соединения MgY2S4. Дифрактограмма приведена на рис 7. Параметры

решетки данного соединения вначале были рассчитаны из отдельных

рефлексов. а(400)=12,57 в(060040)=12,68 с(002)=3,76, а затем

рассчитаны по программе «Расчет параметров»и указаны в таб. 5.

Рассчитанные параметры хорошо согласуются с литературными данными

а=12,60 в=12,73 с=3,77

2. 66,6 мол.% Y2S3. Дифрактограмма идентифицирована в моноклинной

сингонии и отнесена к структурному типу FeY4S7 по картотеке ASTM

соединения MnY4S7. Рентгенограмма MgY4S7 приведена на рис 7.

Параметры решетки данного соединения рассчитаны по программе

«Расчет параметров» а=12,61 в=3,82 с=11,42 (табл. 6). Литературные

данные: а=12,64 в=3,79 с=11,44.

25

Рентгенограмма образцов, содержащих 48, 52 мол. % Y2S3 подобны

рентгенограммам соединения MgY2S4, наблюдаются лишь незначительные

отклонения параметров решетки, что подтверждает образование твердого

раствора на основе MgY2S4. Протяженность данного твердого раствора по

обе стороны от фазы MgY2S4 менее 5%, что подтверждает рентгенофазовый

анализ образцов, содержащих 45 и 55 мол. % Y2S3 на ренгенограммах

которых присутствуют сторонние рефлексы.

Протяженность твердого раствора на основе MgS отожженных при 1590 К

определены на основе рентгенофазового анализа образцов, содержащих 20 и

22 мол.% Y2S3. На дифрактограмме образца, содержащего 20 мол.% Y2S3

наблюдаются лишь рефлексы MgS, но в дальних углах наблюдается

искажение рефлексов, а образец, содержащий 22 мол.% Y2S3 уже в ближних

углах содержит сторонние рефлексы. На дифрактограмме образцов,

отожженных при 1070 К и содержащих 4 и 8 мол.% Y2S3 в ближних углах

присутствуют только рефлексы MgS, но в дальних углах на дифрактограмме

образца, содержащего 8 мол.% Y2S3 наблюдается искажение рефлекса.

Граница твердого раствора при данной температуре определена из графика

зависимости параметра решетки от состава и составляет приблизительно 8

мол.% Y2S3 рис 8.

При рассмотрении дифрактограммы образца, отожженного при 1590 К и

содержащего 75 мол.% Y2S3 можно отметить присутствие в основном

рефлексов MgY4S7. В образце же, содержащем 95 мол.% Y2S3, отожженном

при данной температуре в основном присутствует рефлексы  - Y2S3.

25

Табл: 5. Расчет параметров для соединения MgY2S4.

D эксп.

h k l D расч. I/I0

3,58 1 0 1 3,59 10,8 3,51 2 3 0 3,52 100 3,46 1 1 1 3,45 8,14 3,19 0 4 0 3,18 7,52 3,14 4 0 0 3,14 10,7 2,83 2 4 0 2,84 54,42 2,80 3 0 1 2,79 10,08 2,73 3 1 1 2,73 25,84 2,56 3 2 1 2,56 18,85 2,11 0 6 0 2,12 31,33 2,08 1 5 1 2,08 12,65 1,99 4 5 0 1,98 15,22 1,88 3 5 1 1,88 40,7

Рассчитанные параметры: А=12,59 В=12,72 С=3,75

25

Табл: 6. Расчет параметров для соединения MgY4S7.

D эксп.

h k l D расч.

I/I0

3,63 1 1 0 3,65 55 3,6 0 1 1 3,62 72 3,36 1 1 1 3,38 5 3,17 0 1 2 3,14 10 2,81 2 0 3 2,82 35 2,78 3 1 0 2,78 19 2,75 4 2 1 2,75 6 2,68 0 1 3 2,65 21 2,58 3 1 1 2,59 20 2,48 1 1 3 2,49 4 2,44 5 0 0 2,43 7 2,28 2 1 3 2,27 13 2,2 0 0 5 2,2 61 2,11 1 1 4 2,12 11 2,05 5 1 0 2,05 12 1,94 5 1 1 1,94 11

Рассчитанные параметры: А=12,61 В=3,83 С=11,42

25

Рис.7. Дифрактограммы проб образцов системы MgS – Y2S3. Состав образцов: 1. 50 мол. % Y2S3. Литой образец отожжен при 1270 К. 2. 66 мол. % Y2S3. Литой образец отожжен при 1270 К.

25

Рис. 8. График зависимости параметра решетки от состава в области твердого раствора на основе MgS.

25

Глава 4. Фазовые равновесия в системе MgS - Y2S3. Обсуждение результатов.

Фазовые равновесия в системе MgS- Y2S3 были изучены в работе Флао и

Доманжа. Указывается на образование двух соединений состава MgY2S4

–ромбической сингонии (структурный тип MnY2S4), образующегося при

соотношении исходных сульфидов 1:1 и MgY4S7 – моноклинной сингонии

(структурный тип FeY4S7), образующегося при соотношении 1 MgS:2 Y2S3.

Также указывается на основе MgS. Цель работы заключалась в изучении

фазовых равновесий в системе MgS - Y2S3.

Для изучения изотермических сечений были получены MgS, Y2S3,

образцы при различном соотношении исходных сульфидом, проведены

оттжиг, микроструктурный и рентгенофазовый анализ.

MgS получали методом прямого синтеза из Mg и S.

 - Y2S3 получали методом косвенного синтеза из Y2О3 в потоке СS2.

По данным микроструктурного анализа и рентгенофазового анализа в

системе образуются соединение MgY2S4, рассчитанные параметры решетки

данного соединения хорошо согласуются с литературными данными.

На основе соединения MgY2S4 образуются твердые растворы,

протяженность которых как в сторону MgS так и в сторону Y2S3 менее 5%,

что подтверждается однофазностью образцов, содержащих 48 и 52 мол.%

Y2S3 и незначительным изменением параметра решетки.

Образец, содержащий 66,6 мол.% Y2S3, отожженный при Т=1830 К –

двухфазен, а при Т=1590 К и 1270 К однофазен.

Рентгенограмма была идентифицирована по карточке ASTM соединения

MnY4S7. Протяженность твердого раствора на основе MgS определена

исходя из данных микроструктурного и рентгенофазового анализа. Образец,

25

отожженный при 1590 К и содержащий 20 мол.% Y2S3 –двухфазен, поэтому

протяженность твердого раствора на основе MgS при 1590 К принята равной

21 мол.% Y2S3. В пределах твердого раствора параметры решетки MgS

линейно увеличиваются от 0,520 нм до 0,536 нм. Протяженность твердого

раствора на основе MgS при 1070 К составляет 8 мол. %, что видно из

графика зависимости параметра решетки от состава. График зависимости

параметра решетки от состава приведен на рис 8. В системе нужно

определить составы эвтектик температуры твердофазного разложения

MgY4S7 и провести ВПТА и дюрометрический анализ.

25

Рис.9. Рентгенограммы проб образцов системы MgS – Y2S3. Состав образцов:

25

1. - Y2S3. 2. MgS.

25

Рис.10. Рентгенограммы проб образцов системы MgS - Y2S3. Состав образцов:

25

1. 95 мол.% Y2S3. Образец отожжен при Т=1590К. Фазовый состав: Y2S3 (рефлексы обозначен х), MgY4S7 (v).

2. 61 мол. % Y2S3. Отожжен при Т=1070 К.

25

Рис. 11. Рентгенограмма образца 75 мол.% Y2S3. Образец отожжен при Т=1590 К.

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome