若干熔盐体系相图的测定及研究

摘要

本工作主要采用差热分析(DTA)、X-射线衍射平衡固相分析(高温、常温)等实验手段,结合相图理论论证及热力学计算,分别测定了MF-MCl(M=K,Rb,Cs)碱金属卤化物同阳离子二元系熔盐相图;研究了K<,2>MoO<,4>-Na<,2>MoO<,4>和K<,2>WO<,4>-Na<,2>WO<,4>含氧酸盐同阴离子二元系熔盐相图;报道了CsF-CaF<,2>二元系熔盐相图的测定结果.下面简单介绍一下本工作的研究方法和结论:1.作者采用差热分析(DTA)分别测定了KF-KCl系,RbF-RbCl系,CsF-CsCl系二元相图,差热分析和极限斜率计算结果都表明:在这三个同阳离子二元系熔盐相图中,氯化物一侧都存在有限固溶体,其中KF在KCl中的固溶度为0.07±0.005(摩尔分数),RbF在RbCl中的固溶度为0.10±0.005(摩尔分数),CsF在CsCl中的固溶度为0.08±0.005(摩尔分数).据此,作者对Sangster和Pelton推算的KF-KCl系熔盐溶液的热力学函数的表达式作了修正.2.采用差热分析(DTA)和X-射线衍射平衡固相成分分析等实验手段,结合相图理论论证,重新研究了Na<,2>MoO<,4>-K<,2>MoO<,4>系二元相图.否定了Bukhanova关于该体系有1:2化合物生成的结论,同时也否定了Amadori关于在高温α固溶区有明显分界的说法.我们认为:Na<,2>MoO<,4>-K<,2>MoO<,4>系二元相图中,在固相线以下,1:1(摩尔比)到1:2(摩尔比)范围内存在以1:1化合物为基的广泛有序固溶体(也可看成化合物),为了使α结构稳定化,该固溶体还维持着高温α-K<,2>MoO<,4>结构,即α-K<,2>SO<,4>结构,;而在固相线以上,液相线以下是连续固溶体,其结构也是α-K<,2>SO<,4>结构,但它是无序固溶体.3.作者同时也研究了Na<,2>WO<,4>-K<,2>WO<,4>系二元相图,该体系相图似乎更为复杂.通过分析研究得出结论如下:在1:1至2:1范围内是宽广的固溶体,从而否定了Bukhanova关于该体系有两个中间化合物的说法;上述固溶体与高温的(及低温的)K<,2>WO<,4>、Na<,2>WO<,4>衍射谱都不一致,是另一种结构,我们可称之为δ相,它可看作以1:1化合物为基的广泛范围的固溶体;Na<,2>WO<,4>-K<,2>WO<,4>系相图在高温区不可能形成连续固溶体,以α-Na<,2>WO<,4>为基和以α-K<,2>WO<,4>为基的固溶体之间应有一个(可能很小的)两相区或明显的相界,而在该体系的中高温区段可能形成β-K<,2>SO<,4>型连续固溶体.4.作者采用差热分析(DTA)和X-射线衍射平衡固相成份分析,对CsF-CaF<,2>系二元相图进行重新测定,研究结果表明:该体系除了已经发现的1:1中间化合物(CsCaF<,3>),还存在Matieko,Bukhalova忽略了的异分熔化的2:1中间化合物(Cs<,2>CaF<,4>);CsF-CaF<,2>系属于转熔型相图,异分熔化化合物Cs<,2>CaF<,4>大约在785℃分解.这一结论同时也验证了陈念贻等人根据另外29个AF-BF<,2>系二元相图的数据,用支持向量机-原子参数算法总结出的A<,2>BF<,4>型化合物形成的判据.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章 概述

1.1相图研究的意义和发展

1.2熔盐相图的相平衡原理和相图热力学

1.2.1相平衡原理

1.2.2相图热力学

1.2.3相图的热力学计算

1.3熔盐相图的研究方法

1.3.1动态法

1.3.2静态法

参考文献

第二章MF-MCl(M=K，Rb，Cs)体系熔盐相图的研究

2.1 KF-KCl系二元相图的研究

2.1.1引言

2.1.2实验测定

2.1.3 KCl一侧液相限极限斜率的计算

2.1.4 KF-KCl系熔盐溶液的热力学函数的重新推导

2.1.5结果与讨论

2.2 RbF-RbCl系熔盐相图的测定

2.2.1引言

2.2.2实验测定

2.2.3 RbCl一侧液相限极限斜率的计算

2.2.4结果与讨论

2.3 CsF-CsCl系熔盐相图的测定

2.3.1引言

2.3.2实验测定

2.3.3 CsCl一侧液相限极限斜率的计算

2.3.4结果与讨论

2.4 极限斜率的计算

2.4.1原理

2.4.2 KCl-KF二元体系

2.4.3 RbCl-RbF元体系

2.4.4 CsCl-CsF二元体系

2.5 小结

附录

参考文献

第三章Na2MoO4-K2MoO4系相图的研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1试剂和仪器

3.2.2样品的制备及测试

3.3结果和讨论

3.3.1 X-射线衍射结果和讨论

3.3.2 DTA实验数据及相图的绘制

3.4结论

参考文献

第四章Na2WO4-K2WO4系相图的研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1试剂和仪器

4.2.2样品的制备及测试

4.3结果和讨论

4.3.1 X-射线衍射结果和讨论

4.3.2 DTA实验数据及相图的绘制

4.4结论

参考文献

第五章CsF-CaF2系熔盐相图的研究

5.1引言

5.2实验部分

5.2.1试剂和仪器

5.2.2实验方法

5.3实验结果

5.4讨论

参考文献

致谢

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