ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ОКИСЛЕНИЯ Yb14MnSb11 И ЕГО

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН
2011, том 54, №6
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 536.4
М.Н.Абдусалямова, Ф.А.Махмудов, Х.Б.Кабгов, Б.Б.Эшов
ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ОКИСЛЕНИЯ Yb14MnSb11 И ЕГО ТВЕРДЫХ
РАСТВОРОВ Yb14MnSb11-ХTeХ
Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан Д.Н.Пачаджановым 28.03.2011 г.)
В работе приводятся данные по кинетике окисления некоторых новых фаз Цинтеля (Zintl
phases). Исследования проводили при 773, 873, 973 К в атмосфере воздуха. Найдены истинные скорости окисления, кажущаяся энергия активации.
Ключевые слова: редкоземельные элементы – фазы Цинтеля – твердые растворы – кинетика –
энергия активации.
Высокотемпературные термоэлектрические материалы для передачи энергии на большие расстояния, например, высокоэффективные материалы Yb14MnSb11 и другие были получены на пниктидах РЗЭ. Соединения, образующиеся электроположительными элементами (щелочными и щелочноземельными элементами) и элементами со связями Цинтеля, такие как олово, сурьма, обладают уникальными свойствами. Европий и иттербий могут заменять щелочноземельные элементы в этих фазах
и придать им ряд специфических свойств [1-3]. Большой интерес представляют впервые полученные
твердые растворы с теллуром.
В связи с этим в данной работе приводятся данные по кинетике окисления Yb14MnSb11 и его
твердых растворов с теллуром.
Кинетика окисления была изучена термогравиметрическим методом, основанным на непрерывном взвешивании образцов, при температурах 773, 873 и 973 К. Окисление проводили в атмосфере воздуха в тиглях из оксида алюминия. Во всех образцах с ростом температуры скорость окисления
возрастает. Кривые окисления имеют параболический вид с интенсивной скоростью окисления в начальный период. На рис. 1 и 2 приведены для примера кинетические кривые окисления некоторых
твердых растворов с теллуром. По кинетическим кривым, построенным по изменению массы образца
в зависимости от времени, была рассчитана скорость окисления при каждой температуре.
Скорость окисления исследованных образцов от температуры и времени незначительно увеличивается, но образующаяся оксидная пленка защищает образец от дальнейшего окисления.
Истинная скорость окисления веществ, вычисленная по касательной, проведенной от начала
координат к кривым, и рассчитанная по формуле: К= g/s∙∆t, и кажущаяся энергия активации окисления, вычисленная по тангенсу угла наклона прямой зависимости lgK- 1/T, приведены в таблице.
Адрес для корреспонденции: Кабгов Хамдам Бобомуродович. 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе,
пр. Айни, 299/2, Институт химии АН РТ. E-mail: hamdamikabk@mail.ru
481
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
2011, том 54, №6
Рис.1. Кинетические кривые окисления твердого раствора Yb14MnSb10.6Te0.4.
Рис.2. Кинетические кривые твердого раствора Yb14MnSb10.2Te0.8.
482
Физическая химия
М.Н.Абдусалямова, Ф.А.Махмудов и др.
Таблица
Кинетические и энергетические параметры процесса окисления некоторых фаз Цинтеля
Параметры
решетки,
нм
Вещества
А
с
Yb14MnSb11
1.662 (2)
2.201(4)
Yb14MnSb10.8Te0.2
1.661 (7)
2.199 (9)
Yb14MnSb10.6Te0.4
1.661 (7)
2.199 (9)
Yb14MnSb10.4Te0.6
1.661 (7)
2.199 (9)
Yb14MnSb10.2Te0.8
1.661 (7)
2.200 (9)
Т
окисления,
К
Скорость окисления, К·10-4,
кг/м2·сек
Кажущаяся энергия
активации,
кДж/моль
773
873
973
773
873
973
773
873
973
773
873
973
773
873
973
3.78
4.16
4.86
88.19
-
-
2.33
2.91
3.89
2.78
3.33
4.17
3.75
4.70.
6.67
140.8
111.2
183.5
Экспериментальные данные, полученные по кинетике окисления, свидетельствуют, что
Yb14MnSb11 при частичном замещении сурьмы теллуром становится более устойчивым на воздухе.
Работа проведена при финансовой поддержке Международного научно- технического центра, проект Т-1597.
Поступило 26.04.2011 г.
Л И Т Е РАТ У РА
1. Dianna M.Y., Charles C. et al. – Chem. Mater., 1995, v.7, pp.93-101.
2. Svilen R., Fritsch V. еt al. – Solid State Chemistry, 2005, v.178, pp.1071-1079.
3. Aarom P.H., Tadashi C. et al. – Solid State Chemistry, 2005, v.178, pp.262-269.
М.Н.Абдусаломова, Ф.А.Мањмудов, Њ.Б.Кабгов, Б.Б.Эшов
ТАШХИСИ КИНЕТИКАИ ОКСИДШАВИИ Yb14MnSb11 ВА ХУЛАЊО,
КИ ТАРКИБАШОН БА Yb14MnSb11-XTeX МУВОФИЌ МЕОЯД
Институти химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илмњои Љумњурии Тољикистон
Дар ин ташхис натиљањои омухтани кинетикаи оксидиавии баъзе Синтел фазањои нав
оварда шудаанд. Ташхисњо дар муњити њаво дар њароратњои 773, 873, 973 К гузаронида шуд.
Суръати њаќиќии оксидшавї ва воњиди энергияи фаъолшавї ёфта шудааст.
Калимањои калидї: элементњои нодир – синтел фазањо – хуллањои сахт – кинетика – энергияи
фаъолшавї.
483
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
2011, том 54, №6
M.N.Abdusalyamova, F.A.Makhmudov, Kh.B.Kabgov, B.B.Eshov
THE STUDY OF KINETICS OF OXIDATION OF Yb14MnSb11 AND THEIR SOLID
SOLUTIONS BY TIPE Yb14MnSb11-XTeX
V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan
The article presents data on the kinetics of oxidation of some new Zintl phases. The investigations
were carried out at 773, 873, 975 K in air. The true rate of oxidation and the apparent activation energy were
found.
Key words: rare-earth elements – Zintl-phases – solid solutions – kinetics –activation energy.
484