Развитие прикладного варианта теории кристаллизации колмогорова–джонсона–мейла для обработки данных термического анализа. Температуры и энтальпии плавления изотопов германия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработана прикладная кинетическая модель для обработки ДСК-пиков переходов между состояниями, определяющая температурно-временную зависимость степени перехода и объединяющая упрощенную для практики фундаментальную теорию кристаллизации Колмогорова–Джонсона–Мейла c полуэмпирической моделью Ерофеева. В развитие этой прикладной модели вводится понятие “термодинамического фактора”, разрешающего переход в кинетике фазовых превращений конденсированных сред. Применение нового подхода продемонстрировано на примере исследования зависимостей температуры и энтальпии плавления от средней атомной массы стабильных изотопов германия, данные о которых, как новых химических индивидах, имеют фундаментальный характер и могут служить справочной информацией.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. М. Кутьин

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, 603951 Нижний Новгород

А. Д. Плехович

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, 603951 Нижний Новгород

В. А. Гавва

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru

член-корреспондент РАН

Россия, 603951 Нижний Новгород

А. Д. Буланов

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, 603951 Нижний Новгород

Список литературы

  1. Gabbott P.L. Principles and Applications of Thermal Analysis. 1st edn. Blackwell Publishing Ltd., 2008. P. 484. https://doi.org/10.1002/9780470697702
  2. Jackson K.A. Kinetic processes crystal growth, diffusion, and phase transitions in materials. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2004. p. 426.
  3. Хеммингер В., Хене Г. Калориметрия. Теория и практика. Пер. с англ. М.: Химия, 1990. с. 176.
  4. Borchard H.J., Daniels F. // J. Am. Chem. Soc. 1957. V. 79. P. 41–46 https://doi.org/10.1021/ja01558a009
  5. Колмогоров А.Н. // Изв. АН СССР. Сер. матем. Т. 1937. № 3. С. 355—359.
  6. Johnson W.A., Mehl R.F. // Trans. AIME. 1939. V. 135. P. 416–442.
  7. Беленький В.З. Геометрико-вероятностные модели кристаллизации. М.: Наука, 1980. с. 88.
  8. Sestaik J., Berggren G. // Thermochim. Acta. 1971. V. 3. Р. 1–12. https://doi.org/10.1016/0040-6031(71)85051-7
  9. Янг Д. Кинетика разложения твердых веществ. Пер. с англ. М.: Мир, 1969. с. 263.
  10. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика, М.: Физматлит, 2001. Т. 10. с. 536.
  11. Kut’in A.M., Plekhovich A.D., Balueva K.V., Sukhanov M.V., Evdokimov I.I. // J. Non-Cryst. Solids. 2022. V. 582. 121440. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121440
  12. Кутьин А.М., Плехович А.Д., Суханов М.В., Балуева К.В. // Неорг. матер. 2019. Т. 55. № 10. С. 1101–1107. https://doi.org/10.1134/S0020168519080053
  13. Кутьин А.М., Плехович А.Д., Дорофеев В.В. // Неорг. матер. 2016. Т. 52. № 6. С. 656–663. https://doi.org/10.7868/S0002337X16060063
  14. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. с. 502.
  15. Кубо Р. Термодинамика. Пер. с англ. М: Мир, 1970. С. 264.
  16. Berglund M., Wieser M.E. // Pure Appl. Chem. 2011. V. 83. № 2. P. 397–410. http://dx.doi.org/10.1351/PAC-REP-10-06-02
  17. Churbanov M.F., Gavva V.A., Bulanov A.D., Abrosimov N.V., Kozyrev E.A., Andryushchenko I.A., Lipskii V.A., Adamchik S.A., Troshin O.Yu., Lashkov A.Yu., Gusev A.V. // Cryst. Res. Technol. 2017. V. 52. № 4. P. 1700026. https://doi.org/10.1002/crat.201700026
  18. Gavva V.A., Bulanov A.D., Kut’in A.M., Plekhovich A.D., Churbanov M.F. // Phys. B Cond. Matter. 2018. V. 537. P. 12–14. https://doi.org/10.1016/j.physb.2018.01.056

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пики плавления изотопов германия. Символами обозначены экспериментальные значения ДСК: ⁷⁶Ge – черта, ⁷⁴Ge – квадрат, ⁷²Ge – крестик, ⁷⁰Ge – треугольник (а); ⁷³Ge – ромб, ⁿᵃᵗGe – круг (б); сплошные линии (по цвету соответствующие значкам) − результат обработки экспериментальных значений ДСК по уравнениям (2), (13), (15), (16), (16ʹ) методом наименьших квадратов с найденными параметрами из табл. 1; α – штриховые линии.

Скачать (258KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость температуры плавления ⁿᵃᵗGe и его изотопов от атомной массы M (кружки с соответствующей линией тренда и ее уравнением). Данные измерений из работы [18] обозначены крестиками. Интервалы погрешностей экспериментального измерения температуры, установленные по смещению пиков при трехкратном термоциклировании (0.14 К) нанесены на значения рассчитанных по модели ФП Tₜᵣ.

Скачать (30KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Энтальпии (ΔₜᵣH) и безразмерные энтропии плавления ΔₜᵣS = ΔₜᵣH/RTₜᵣ, рассчитанные по модели ФП в зависимости от атомной массы M ⁿᵃᵗGe и его изотопов.

Скачать (21KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024