Термодинамические свойства стекла (CaO)0.5(Al2O3)0.1(SiO2)0.4

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Термодинамические свойства стекла состава (CaO)0.501(Al2O3)0.098(SiO2)0.401 (Ca40.10) исследованы с помощью двух методов – низкотемпературной вакуумной адиабатической калориметрии и высокотемпературной калориметрии сброса и растворения. Впервые определена энтальпия образования из оксидов (–17.6±2.6 кДж/моль). Показано, что теплоемкость монотонно возрастает с ростом температуры в диапазоне от 8 до 357 K; фазовых переходов в данном интервале температур не обнаружено. Результаты измерений теплоемкости аппроксимированы полуэмпирической моделью Планка–Эйнштейна. Подтверждена возможность применения инкрементной схемы для оценки теплоемкости трехкомпонентных стекол, образованных оксидами кальция, алюминия и кремния.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Архипин

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова; Университет Гренобль-Альпы

Автор, ответственный за переписку.
Email: Arkhipin@td.chem.msu.ru
Россия, Москва, 119991; Гренобль, Франция, 38031

A. Pisch

Университет Гренобль-Альпы

Email: Arkhipin@td.chem.msu.ru
Франция, Гренобль, 38031

С. В. Кузовчиков

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: Arkhipin@td.chem.msu.ru
Россия, Москва, 119991

А. В. Хван

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: Arkhipin@td.chem.msu.ru
Россия, Москва, 119991

Н. Н. Смирнова

Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского

Email: Arkhipin@td.chem.msu.ru
Россия, Нижний Новгород, 603022

А. В. Маркин

Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского

Email: Arkhipin@td.chem.msu.ru
Россия, Нижний Новгород, 603022

И. А. Успенская

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Email: Arkhipin@td.chem.msu.ru
Россия, Москва, 119991

Список литературы

  1. Zajac M., Skocek J., Lothenbach B. et al. // Cem. Concr. Res. 2020. V. 129. P. 105975. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.105975
  2. Kucharczyk S., Zajac M., Stabler C. et al. // Cem. Concr. Res. 2019. V. 120. P. 77. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.03.004
  3. Westrum Jr E. // Trav. IVe Congr. Int. Verre. 1956. P. 396.
  4. Robie R.A., Hemingway B.S., H. Wilson.W. // Am. Mineral. 1978. V. 63. № 1–2. P. 109.
  5. Richet P., Robie R.A., Hemingway B.S. // Eur. J. Mineral. 1991. V. 3. № 3. P. 475.
  6. Richet P., Robie R.A., Hemingway B.S. // Geochim. Cosmochim. Acta 1993. V. 57. № 12. P. 2751. https://doi.org/10.1016/0016-7037(93)90388-D
  7. de Ligny D., Westrum E.F. // Chem. Geol. 1996. V. 128. № 1–4. P. 113. https://doi.org/10.1016/0009-2541(95)00167-0
  8. Richet P., Nidaira A., Neuville D.R. et al. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2009. V. 73. № 13. P. 3894. https://doi.org/10.1016/j.gca.2009.03.041
  9. Navrotsky A., Hon R., Weill D. et al. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1980. V. 44. № 10. P. 1409.
  10. Navrotsky A., Peraudeau G., McMillan P. et al. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1982. V. 46. № 11. P. 2039. https://doi.org/10.1016/0016-7037(82)90183-1
  11. Varushchenko R.M., Druzhinina A.I., Sorkin E.L. // J. Chem. Thermodyn. 1997. V. 29. № 6. P. 623. https://doi.org/10.1006/jcht.1996.0173
  12. Voronin G.F., Kutsenok I.B. // J. Chem. Eng. Data 2013. V. 58. № 7. P. 2083. https://doi.org/10.1021/je400316m
  13. Voskov A.L., Kutsenok I.B., Voronin G.F. // Calphad. 2018. V. 61. P. 50. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2018.02.001
  14. Kozin N.Yu., Voskov A.L., Khvan A.V. et al. // Thermochim. Acta. 2020. V. 688. P. 178600. https://doi.org/10.1016/j.tca.2020.178600
  15. Standard Material 720, Synthetic Sapphire (α-Al2O3), National Bureau of Standards, 1982.
  16. Arkhipin A.S., Pisch A., Zhomin G.M. et al. // J. Non Cryst. Solids 2023. V. 603. P. 122098. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.122098
  17. Richet P., Robie R.A., Hemingway B.S. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1986. V. 50. № 7. P. 1521. https://doi.org/10.1016/0016-7037(86)90326-1
  18. Navrotsky A. // J. Am. Ceram. Soc. 2014. V. 97. № 11. P. 3349. https://doi.org/10.1111/jace.13278

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. РФА синтезированного образца стекла, образованного оксидами CaO, Al2O3 и SiO2.

Скачать (106KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Температурная зависимость теплоемкости образца стекла Ca40.10: синие точки – экспериментальные данные (табл. 2), красная линия – расчет с использованием суммы функций Планка–Эйнштейна, красная пунктирная линия – экстраполяция с использованием суммы функций Планка–Эйнштейна к 0 K и выше 350 K.

Скачать (94KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Разница между измеренной теплоемкостью стекла Ca40.10 (табл. 2) и рассчитанной по уравнению (2) с использованием параметров из табл. 3.

Скачать (99KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Отклонение теплоемкости стекла Ca40.10 от закона кубов Дебая (Cp ~ T3 при T → 0 K). Данные нормированы к 1 молю формульной единицы стекла.

Скачать (75KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Энтальпия растворения в зависимости от мольной доли растворенного стекла Ca40.10 в свинцово-боратном расплаве при 1073.15 К (mраств = 30.00 ± 0.05 г).

Скачать (78KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024