Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F
Установлено, что стабильные составы исследованной системы находятся в пределах концентрационного треугольника KF-К₃АIF₆-К₃SiF₇. Эта частная система является простой эвтектической. Тройная эвтектика (% (мас.) КF(28)-К₃АIF8 (10)-К₃SiF₇(62) плавится при 715 °C. Двойная эвтектика К₃АIF₈ (18)-К₃SiF₇ имее...
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 1997 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1997
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183370 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F / А.А. Андрийко, Э.В. Панов, В.В. Яковлев, В.Ф. Хорунов, О.М. Сабадаш // Украинский химический журнал. — 1997. — Т. 63, № 10. — С. 121-124. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860108953288966144 |
|---|---|
| author | Андрийко, А.А. Панов, Э.В. Яковлев, В.В. Хорунов, В.Ф. Сабадаш, О.М. |
| author_facet | Андрийко, А.А. Панов, Э.В. Яковлев, В.В. Хорунов, В.Ф. Сабадаш, О.М. |
| citation_txt | Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F / А.А. Андрийко, Э.В. Панов, В.В. Яковлев, В.Ф. Хорунов, О.М. Сабадаш // Украинский химический журнал. — 1997. — Т. 63, № 10. — С. 121-124. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Украинский химический журнал |
| description | Установлено, что стабильные составы исследованной системы находятся в пределах концентрационного треугольника KF-К₃АIF₆-К₃SiF₇. Эта частная система является простой эвтектической. Тройная эвтектика (% (мас.) КF(28)-К₃АIF8 (10)-К₃SiF₇(62) плавится при 715 °C. Двойная эвтектика К₃АIF₈ (18)-К₃SiF₇ имеет температуру плавления 817 °C. В расплавах, не относящихся к указанному треугольнику, протекает химическое взаимодействие с переходом кремния к газовую фазу в виде SiF₄.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:32:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
Из полученного выражения следует, что ширина области оптической
прозрачноети должна быть тем выше, чем больше размеры катиона, меньше
его заряд и чем больше энергия связи (а значит, ее вклад за счет энтальпии
образования связи металл-кислород), что коррелирует с величиной фактора
основности. Найденное соответствие позволяет успешно прогнозировать
оптические свойства оксидных материалов.
РЕЗЮМЕ. Запропоновано критертй донорно-акцепторних властивостей оксидгв, ЩО
базусгься на розмтрно-зарядових характеристиках катюига металгя та енталыпях утворення
оксидiв. Зi значень утворення складних оксишв ошнен] величини ефективних електронега
тивностей простих оксидiв. Встановлено антибатну змiну параметру основносп та ефективно]
електронегативносп оксидiв. Показано кореляшю мiж основнicтю та шириною обласп оптично]
прозороетi, що ДО3ВОЛЯ€ прогнозувати оптичнi властипосп ОКСИДНИХ матергашв,
SUMMARY. Criterium of оопог-ассерюг ргорегпев of oxides based оп the dimеl1siоп-еhагgе
eharacteristics of metal cations and enthalpies of oxide formation is proposed. From the enthalpies
af formation of eomplex oxides the effeetive values of eJec'.ronegativities of simple oxides were
estimated. Antibate change of basisity рагашетег and effective electronegativities of oxides was
established. Сотгешпоп between basisity and width of the transparence domain of oxides was
shown, 80 it makes it possibIe the prognostication of орНсаl ргорегйев of oxide materials.
1. Витинг /1. М. Высокотемпературные растворы-расплавы. -М.: Изд-во МГУ, 1991.
2. Гетерин Г. А., Зинченко В. Ф., Минаев И. М. // "Доклады АН УССР. Сер. Б. гео», ХИМ,
и биол. науки. -1990. -N~ З. -с. 48-49.
3. ЕфиМО8 А. И., БеЛОРУКОВ€1 .Л. П., Василькова И. В., Чсчсв В. fl. СВОЙСТ8а неорганических
соединений. Справочник. -Л.: ХИМИЯ, 1983.
4. Рвбинович В. А., Хзвин З. Я. Краткий химический справочник. -л.: ХИМИЯ, 1978.
5. Jolly W. L., Рсту W. в. / / J. Inol·g. Спеш, -1987. -13, N~ 1. -Р. 2686-2692.
6. Макаров л. Л., Звйиев Ю. М., Бетраков Ф. Ю. // Изи. А"Н СССР. Сер. физ. -1976. -40, N'2 2.
-С. 399-406.
7. ЖУР'18лев Ю. Ф., Слепухин В. К. // Физ, и ХИ!\{. стекла. -1986. -N~ 4. -с. 23-27.
8. Бубис И. Я., Вейдеllб,1Х В. А. и др. Справочник технолога-оптика. По ред. С. М. Кузнецова,
М. А. Окатова. -Л.: Машиностроение, 1983.
9. Воробьев ю. В., Тетерин Г. А., Зинченко В. Ф. // Тез. ДОКЛ. VII Всссоюзн. СО8еи!. 110
физ.-хим. анализу. -Фруизе. -1088.
Физико-химический институт им. А. В. Богатского
НАН Украины, Одесса
Поступила 17.02.97
удк 541.123.2'5
А. А. Андрийко, э. В. Панов, В. В. Яковлев, В. Ф. Хорунов, о. М. Сабадаш
ПЛАВКОСТЬ И ХИМИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
В СОЛЕВОЙ СИСТЕМЕ К, AI, Si/F
установлено, что стабильные составы исследованной системы находятся в пределах
концентрационного треугольника KF-КзАIFь-КзSiF7. Эта частная система является
простой эвтектической. Тройная эвтектика (% (масл) К(-' (28)-КзАIF8 OO)-КзSiF, (62)
плавится при 715 Ос. Двойная эвтектика КзАIF8 (8)-КзSiF7 имеет температуру плавления
817 Ос. В расплавах, не относящихся к указанному треугольнику, протекает химическое
взаимодействие с переходом кремния к газовую фазу в виде SiI-~4.
Солевые смеси, содержащие фториды калия, алюминия и кремния,
могут быть использованы как флюсы для пайки (1] и рафинирования [2]
• Работа выполнена при финансовой поддержке Государственного фонда фундаменталь
ных исследований при ГКНТ Украины,
© А. А. Андрийко, Э. 8. Панов, В. В. Яковлев, В. Ф. Хорунов, О. М. Сабадаш , 1997
ISSN 00416045. УКР. ХИМ. ЖУРИ. 1997. Т. 63, N~ 10 121
алюминиевых сплавов, в качестве электролитов для получения кремния [3]
и для других практичееких целей.
Физико-химические свойства таких расплавов изучены мало. Двойная
система KF-АIFз исследована рядом авторов [4-6]. В ней образуется
конгруэнтно плавящееся соединение - калиевый криолит КзАIF6, а также
инконгруэнтно плавяшесся соединение состава KAIF4. По данным различ
ных авторов, температуры плавления калиевого криолита и перитектиче-.. о
ского превраuцения находятся в пределах 980--1025 и 575--580 С соответ-
ственно. Для эвтектическихсмесей приводятся составы 6.8-7.5 и 45 % (мол.)
АIFз и температуры плавления 820--840 и 560-570 ос соответственно.
Соединение,аналогичноехиолиту Nа5АlзF14~ в данной системе не образуется.
Двойная система KF-К2SiF6 изучалась в работе [7]. Гексафторсиликат
калия плавится с разложением по реакции
(1)
Продукт реакции (1), гептафторсиликат калия, более термически
стабилен и плавится конгруэнтно при 860 Ос. Эвтектика содержит
79.1 % (мас.) K2SiF6 и плавится при 769 Ос.
Известно, что фторид алюминия при повышенных температурах разлагает
некоторые комплексные фторИДЫ с образованием более прочного криолитного
комплекса и выделением летучих простых фторилов В газовую фазу [8J. Такая
реакция, в частности, используется в ОДНОМ из солевых составов для очистки
жидких алюминиевых сплавов методом дегазации [9t Поэтому в данной
системе можно ожидать химического взаимодействия по реакции
3 K2SiF6 + 2 АIFз = 2 КзАIF6 + 3 SiF4 . (2)
Сведения о свойствах смесей тройной системы нами в литературе не
обнаружены.
В настоящей работе исследовано химическое взаимодействие и плав
кость смесей части тройной системы К, Al, Si/F, ограниченной треугольни
ком KF-К2SiF6-АIFз. Исследования проведсны методами термического,
рентгснофазово.го и химического анализов.
Термический анализ проводили на дсриватографе фирмы МОМ в
платиновых тиглях в воздушной атмосфере. Температуру начала кристал
лизации в некоторых опытах определяли визуально-политермическим
методом, в момент появления первых кристаллов твердой фазы при
охлаждении. При этом датчиком служила предварительно прокалиброван
ная платина-платинородиевая термопара, регистрирующим прибором
зеркальный пирометр с ценой деления 0.01 мВ. Рентгенофазовый анализ
осуществляли на дифрактометре дрон-зм в СиКа излучении.
В исследовании использовали реактивы марки "ч." (АIFз), "ч. Д. а."
(KF·2 Н20, K2SiF6)~ а также высокочистый калиевый криолит лроизводства
опытного завода ианх (Одесса). ФТОРИД калия предварительно обезвожи
вали при 250-300 Ос, затем прокаливали при 750-800 ос и переплавляли.
Использовали также соль КзSiF7, полученную термическим разложением
K2SiF6 по методике [9J.
Проведеиные эксперименты показали, что при избытке фторида
алюминия относительно етехиометрии криолита при нагревании происходит
взаимодействие, сопровождающееся существенной потерей массы. Взаимо
действие начинается ОКОЛО 550 Ос, достигает максимальной скорости при
580-590 ОС и сопровождается значительным поглощением теплоты.
Изучена потеря массы составов, ОТНОСЯЩИХСЯ к смесям в пределах
концентрационного треугольника КзSiF7-КзАIF6-АIFз. Полученные дан
ные представлены на рис. 1 в виде зависимости относительно потери массы
от соотношения между избыточным АIFз и КзSiF7. Эта диаграмма
показывает, что взаимодействие протекает до полной выработки избыточ-
122 lSSN 00416045. У КР. ХИМ. ЖYPI-I. 1997. Т. 63, N~ 10
кого фторида алюминия с образованием конечных продуктов SiF4 и КзАIF6,
го есть по реакции
A!J%
КзSiF7 + АIFз = КзАIF6 + SiF4 .
ltIII
!/J
НJII #fJIJ {j(}1l
(3)
Рис. 1. Расчетная (прямые) по реакции (3) и фактическая (точки) потери массы смесей
(0.44 АIFз + 0.56 КзАIF6) - КзSiF7 при 900 Ос.
Рис. 2. Степень протекания реакции (3) в смесях (рис. 1) при содержании КзSil:7, % (мас.) :
I - 31; 2 - 54.5; 3 -73.1; 4 - 88. Скорость нагрев" 12 UС/МИН.
Кинетика реакции (3) зависит от состава смеси КзАIF6-АIFз-КзSiF7.
При избытке или незначительной недостаче фторида алюминия относи
тельно стехиометрии реакции (3) процесс протекает без существенных
осложнений и практически заканчивается при 600-650 ОС (рис. 2). Если
же в большом избытке находится СОЛЬ КзSiF7, реакция протекает более
медленно и при более высоких температурах (рис. 2, кривая 4). Эта
закономерность, по-видимому, обусловлена тем, что для протекания реакции
(3) необходимо предварительное образование жидкой фазы в системе,
например, эвтектики КзАIF6-КАIF4.
Таким образом, в тройной системе KF-АIFз-КзSiF7 любые смеси,
содержащие избыточный относительно стехиометрии КзАIF6 фторид алю
МИНИЯ, неустойчивы и при расплавлении во временем прсвращаются в
двухкомпонентные составы системы КзАIF6- АIFз (при избытке АIFз) или
КзАIF6-КзSiF7. Иными словами, в рассматриваемой системе стабильные
смеси находятся в пределах треугольника K.F-КзSiF7-КзАIF6. Нами
изучена диаграмма плавкости этой частной тройной системы.
Две ограничивающие двойные системы известны (см. выше). Третья
двойная система, КзSiF7-КзАIF6, изучена методом дтА по кривым
охлаждения, которые записывались на дериватографе. Полученные данные,
представленные на рис. З, показывают, что система относится к простым
эвтектическим. Эвтектика содержит 19 % (мол.) КзАJF6 (18 %< мае.» и
плавится при 817 ОС. При 760 ос имеется полиморфное превращение в
твердой фазе (КзSiF7).
Тройная система построена по данным изучения четырех разрезов
методом визуально-лолитермического анализа. Она также относится к
простому эвтектическому типу (рис. 4). Температура плавления эвтектики,
уточненная методом Д'ГА, равна 715 ОС; состав, % (мас.) : КзАIF6 - 10;
КзSiF7 - 62; KF - 28. Основную часть концентрационного треугольника
занимает поле кристаллизации гексафторалюмината калия. Расплавы
термически стабильны.
Таким образом, устойчивые солевые смеси тройной системы К, Al, Si/F
ограничиваютсятолько треугольникомсоставов KF-КзАIF6-КзSiF7.Во всех
других областях солевые смеси при расплавлении выделяют в газовую фазу
тетрафторид кремния, образуя, в конечном итоге, двойные смеси КзАIF6
КзSiF7 или КзАIF6-АIFз ( в зависимости от исходного состава). Этот факт
~S/~('Ig4t)
необходимо учитывать при практическом использовании расплавов, напри
мер, в качестве флюсов для пайки алюминия.
81J/J
R.7At~ ?tl %(,4IQA.)#l I'/l #11AJS/~
%(,.и17/1.)
Рис. 3. Диаграмма состояния системы КзАIF6-КзSiF7.
Рис. 4. Диаграмма плавкости системы K...·-КзАlr:6-КзSil;7.
РЕЗЮМЕ. Встановлено, що стабiльнi склади дослiджуваноi системи знаходяться в
межах концентрашйного трикутника KF-КзАIF6-КзSiF7. Ця система е простою евтектичною.
Потрiйна евтектика (% (мае.») KF (28)-КзАIF8 (10)--КэSiF7 (62) плавиться при 715 ОС. Подвiйна
евтектика КзАIF6 (l8)-К3SiF7 - ПрИ 817 ОС. В розплавах. що не вiдносяться до оказаного
трикутника, проходить хiмiчна взасмошя 3 переходом кремнпо у газооу фазу у виглядi SiF4.
SUMMARY. The stable compositions of thc investigated system were found 10 belong 10
сопсеппапоп triangle KF-КзАIF6-КзSiF7.This partial system is аУ simple eutectic type. Тегпату
eutectics (% (mass.» KF (28)-КзАIFs OO)-КзSiF, (62) аге melted at 715 ос, binary опе, КзАIF6
<I8)-К3SiF7, at 817 Ос. Апу шопеп mikture oLltside 1he аэоуе mепtiопеd triang1e is decomposed
chemkally with SiF4 еуо1иНоп into gas phase.
1. Лвшко с. В., Ляшко Н. Ф. Пайка металлов. -М. : Машиностроение, 1988.
2. Плавка и литье алюминиевых сплавов. / Справочное РУКОВОДСТВО. -М.: Металлургия, 1970.
3. Monnier Н. // Chimia. -1983. -37, N~ 4. -Р. 109-112.
4. Grjothcim К., к-он» С., M/llinovsky М., Маtiдsоvskу К., Thonstad J. // Aluminiurn electrolysis.
-Aluminium-Veгlag, Dusseldoгf, 1977.
5. Дергунов Е. п. // Докл. ЛII СССР. -t948. -60, N~ 7. -с. l1~5.
6. PJl.i1lips В., Wаr~'11ДW с. М., Мосkгin 1. / / J. Amer. Сегаш. 80с. -1996. -49, N~ 12. -Р. 631.
7. Мошнснхо В. М., Далимарский ю. К., Чернов Р. В. // Журн. неорган. химии. -1975. -20,
N~ 4. -с 1961.
8. Анбрийко А А. Многоэлектронное электрохимические процессы в расплавах, содержащих
комплексные фториды. Автореферат дис ... докт, ХИМ. наук. -Киев, 1993.
9. А. с. СС'Ср N9 16197/3. -Опубл, 8.09.89.
10. Чернов Р. В., Дюбовн л. Д., Бойко о. и. / / Жури. неорган. химии. -1985. -58, N~ 2. -с. 383.
Институт общей и неорганической ХИМИИ
ИМ. В. и. Вернадского НАН Украины, Киев
Поступила 23.06.97
124 ISSN 00416045. УКР. ХИМ. ЖУРН. 1997. Т. 63, N~ 10
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-183370 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0041–6045 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:32:45Z |
| publishDate | 1997 |
| publisher | Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Андрийко, А.А. Панов, Э.В. Яковлев, В.В. Хорунов, В.Ф. Сабадаш, О.М. 2022-02-15T20:20:46Z 2022-02-15T20:20:46Z 1997 Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F / А.А. Андрийко, Э.В. Панов, В.В. Яковлев, В.Ф. Хорунов, О.М. Сабадаш // Украинский химический журнал. — 1997. — Т. 63, № 10. — С. 121-124. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183370 541.123.2'5 Установлено, что стабильные составы исследованной системы находятся в пределах концентрационного треугольника KF-К₃АIF₆-К₃SiF₇. Эта частная система является простой эвтектической. Тройная эвтектика (% (мас.) КF(28)-К₃АIF8 (10)-К₃SiF₇(62) плавится при 715 °C. Двойная эвтектика К₃АIF₈ (18)-К₃SiF₇ имеет температуру плавления 817 °C. В расплавах, не относящихся к указанному треугольнику, протекает химическое взаимодействие с переходом кремния к газовую фазу в виде SiF₄. ru Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Неорганическая и физическая химия Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F Плавкість та хімічна взаємодія у сольовій системі К, Al, Si/F Melting and chemical reactions in K, Alt Si/F salt system Article published earlier |
| spellingShingle | Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F Андрийко, А.А. Панов, Э.В. Яковлев, В.В. Хорунов, В.Ф. Сабадаш, О.М. Неорганическая и физическая химия |
| title | Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F |
| title_alt | Плавкість та хімічна взаємодія у сольовій системі К, Al, Si/F Melting and chemical reactions in K, Alt Si/F salt system |
| title_full | Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F |
| title_fullStr | Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F |
| title_full_unstemmed | Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F |
| title_short | Плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе К, Al, Si/F |
| title_sort | плавкость и химическое взаимодействие в солевой системе к, al, si/f |
| topic | Неорганическая и физическая химия |
| topic_facet | Неорганическая и физическая химия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183370 |
| work_keys_str_mv | AT andriikoaa plavkostʹihimičeskoevzaimodeistvievsolevoisistemekalsif AT panovév plavkostʹihimičeskoevzaimodeistvievsolevoisistemekalsif AT âkovlevvv plavkostʹihimičeskoevzaimodeistvievsolevoisistemekalsif AT horunovvf plavkostʹihimičeskoevzaimodeistvievsolevoisistemekalsif AT sabadašom plavkostʹihimičeskoevzaimodeistvievsolevoisistemekalsif AT andriikoaa plavkístʹtahímíčnavzaêmodíâusolʹovíisistemíkalsif AT panovév plavkístʹtahímíčnavzaêmodíâusolʹovíisistemíkalsif AT âkovlevvv plavkístʹtahímíčnavzaêmodíâusolʹovíisistemíkalsif AT horunovvf plavkístʹtahímíčnavzaêmodíâusolʹovíisistemíkalsif AT sabadašom plavkístʹtahímíčnavzaêmodíâusolʹovíisistemíkalsif AT andriikoaa meltingandchemicalreactionsinkaltsifsaltsystem AT panovév meltingandchemicalreactionsinkaltsifsaltsystem AT âkovlevvv meltingandchemicalreactionsinkaltsifsaltsystem AT horunovvf meltingandchemicalreactionsinkaltsifsaltsystem AT sabadašom meltingandchemicalreactionsinkaltsifsaltsystem |