Введение к работе
Актуальность темы. Исследование физико-химических свойств амальгам металлов ПА-подгруппы Периодической системы элементов Д.И.Менделеева представляет научный интерес в связи с тем, что эти амальгамы используются в качестве моделей для изучения строения жидких металлических систем, для развития теории жидкого состояния и практический - при разработке технологий рафинирования металлов до высокой чистоты амальгамным методом. Амальгамы щелоч-но-земельных металлов являются также перспективными сплавами при использовании их в качестве источника паров ртути в люминесцентных газоразрядных лампах. В литературе отсутствуют данные по физико-химическим свойствам (вязкость, удельное электросопротивление, плотность) амальгам металлов ПА- подгруппы. Получение надежных данных по вязкости, удельному электросопротивлению и плотности амальгам, характеризующие процессы межатомного взаимодействия с образованием различных ассоциатов, способствовало бы расширению области их применения. В связи с этим определение комплекса физико-химических свойств амальгам магния, стронция, бария является весьма актуальным.
Работа выполнялась в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ НАН Республики Казахстан по темам: "Исследование строения и свойств твердых и жидких систем с целью разработки материалов для новой техники" (Н гос.регистрации 019.0-0004268) и "Термодинамика и электрохимия драгоценных металлов и сплавов".
Цель работы. Установление закономерностей изменения физико-химических свойств жидких амальгам магния, стронция и бария в зависимости от строения диаграмм состояний: установление связи концентрационных зависимостей физико-химических величин со строением металлических расплавов: выяснение влияния магния на кинематическую вязкость, удельное электросопротивление и плотность амальгамы индия.
Для достижения поставленной цели необходимо было решение следующих задач:
-экспериментальное исследование физико-химических свойств (кинематическая вязкость, удельное электросопротивление, плотность) разбавленных амальгам магния, бария, стронция и тройной амальгамы магний-индий-ртуть;
-изучить влияние температуры и концентрации на изотермы фи-
- 4 -зико-химических свойств (кинематическая вязкость, удельное электросопротивление, плотность) жидких простых и сложных амальгам;
-выявить зависимости физико-химических свойств амальгам от концентрации и диаграмм состояний изученных систем;
-оценка свободной энергий активации вязкого течения амальгам;
-определение мольного и избыточного объема смешения разбавленных амальгам;
- расчет термодинамических свойств на основе избыточного объема смешения.
Научная новизна. Впервые получены данные по кинематической вязкости, удельному электросопротивлению и плотности в области разбавленных растворов магния, стронция, бария в ртути.
Рассчитаны свободные энергий активации вязкого течения, динамическая вязкость, мольные объемы и избыточные объемы смешения, термодинамические характеристики разбавленных амальгам магния, стронция, бария.
Определено влияние концентрации элементов ПА-подгруппы (магния,стронция и бария) в ртути и температуры на ход изотерм вязкости, удельного электросопротивления и плотности.
Результаты комплексного исследования физико-химических свойств жидких сплавов систем магний-ртуть, барий-ртуть и стронций-ртуть свидетельствуют о преимущественном взаимодействии между компонентами в жидком состоянии, с образованием ближней упорядоченности типа соединении, близких к составам MgHgx, SrHgx, BaHgx.
Впервые получены данные по вязкости, удельному электросопротивлению, плотности и избыточному объему смешения жидких тройных сплавов системы Mg-In-Hg. Установлено, что при введении малых количеств магния в амальгаму индия большое влияние на изотермы структурно-чувствительных свойств оказывает существование интерметаллических соединений магния и индия со ртутью.
Практическая ценность. Данные по физико-химическим свойствам амальгам щелочно-земельных металлов могут быть использованы в качестве справочного материала при разработке теории жидкого состояния и составления банка данных физико-химических свойств. Полученные сведения о физико-химических свойствах жидких амальгам металлов ПА-подгруппы расширят возможности исследования особенностей строения амальгамных расплавов. Эти данные также необходимы при осуществлении способов разделения металлов амальгамным мето-
- 5 -дом. Амальгамы щелочно-земельных металлов перспективны в качестве источника паров ртути в люминесцентных газоразрядных лампах, в качестве анода в химических источниках тока.
Апробация работы. Результаты работы были доложены и обсуждены на Республиканской конференции "Физико-химические основы производства металлических сплавов" (Алматы, 1990 год), на I научно-практической конференции АН КазССР Рылым тілі-казак тілі" (Алматы, 1990 год).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы. Основной текст работы изложен на 143 страницах машинописного текста и иллюстрирован 56 рисунками, количество таблиц 22. Список литературы содержит 134 ссыпок на работы отечественных и зарубежных авторов.