Способ регистрации фазовых превращений

Способ регистрации фазовых превращений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ii935753

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Зая влено 21. 10. 80 (21) 2995363/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15. 06 ° 82 Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 15 06.82 (51)М. Кл.

G 01 N 21/76

Гооударстеенныв квинтет

СССР ло делан нэобретеним н отхрытхк (53) УДК 535.31 (088.8) г «й:с..»

А.M.Êàïëàí, А.П.Шведчиков, В.П.Казаков 3 и С.В.Лотник (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт химической физики АН СССР (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЦЕНИЙ

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью тепловых средств.

Известен способ регистрации фазовых превращений, когда поглощаемое или выделяемое в процессе фазовых превращений тепло регистрируют с помощью сканирующих калориметров.Рабочие навески вещества в зависимости от типа калориметра варьируют от нескольких десятков миллиграмм до нескольких то грамм $1).

- Недостатком данного способа является его инерционность, связанная с

15 большой массой рабочей навески.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации фазовых, превращений вещества путем измерения относительной интенсивности свечения добавки, вводимой в это вещество. В данном способе используют предварительно облученную ионизирующим излучением добавку (2 ).

Недостаток способа — узкая применимость и значительная инерционность.

Это связано с тем, что по мере нагревания предварительно облученной добавки происходит высвобождение захваченных зарядов из все более глубоких ловушек с последующей рекомбинацией зарядов, сопровождаемой свечением. При повторном охлаждении такой нагретой добавки она перестает выполнять свои функции индикатора. Кроме того, B качестве материала для добавки используют стекло, что приводит к ухудшению условий теплопроводимости на границе гетерогенной системы стекло — исследуемое вещество, а следовательно, и к повышению инерционности.

Цель изобретения — расширение применимости способа и уменьшение его инерционности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регистрации фазовых превращений вещества путем из3 93575 мерения относительной интенсивности свечения добавки, вводимой в это вещество, в качестве добавки используют хемилюминесцентную добавку.

На фиг. 1 представлена зависимость интенсивности свечения люминола в водном растворе NaOH в присутствии конов 1е(СМ)1 орн разогреве указанной системы со скоростью 10 град/мин; на фиг. 2 - то же, при охлаждении со 10 скоростью 3 оград/мин.

11 ð и м 6 р 1, В 10М водный раст вор NaOH при 25 С вводят 10 И хемолюминесцентной добавки — 5-амИно-2,3-дигидро-1,4-фталазиндиона (люр минол), 3 10 И соли К Ге(СЩ, отби-. рают аликвоту в количестве 5 мг и быстро охлаждают до температуры жидкого азота 77 К путем погружения в него образца. Охлажденный образец помещают в люминограф и нагревают со скоростью 10 град/мин, Регистрацию свечения люминола в процессе .нагрева образца провоДят на фотометрической установке, чувствительность которой в синей области аспекта (фотоумножитель типа ФЗУ-39) при соотношении шум-сигнал, равном единице, составляет l0 фотонов/с. С помощью

Фотометрической установки проводят автоматическую запись изменения отно. сительной интенсивности свечения хемолюминесцентной добавки как функции температуры в режиме непрерывного разогрева системы. Кривая зависимости относительной интенсивности свечения от температуры, представлена на фиг. 1. В процессе разогрева бы-стро охлажденного до 77 К 10И ХаОК при температурах 215 и 238 К наблюдаются всплески интенсивности свечения люминола, связанные с резким разогревом образца при этих температурах за счет перехода метастабильных фаз. в стабильные при указанных температурах, Аналогичные экзотермические пики наблюдаются на калориметрических кривых, полученных при разогреве тех же образцов (навеска

200 мг) .еВ ходе дальнейшего разогрева сястемы при температурах выше

250 К в широком температурном интервале наблюдается плавление образца, сопровождаемое уменьшением интенсивности свечения люминола при 260 и

275 К. Иинимумы на кривых изменения интенсивности свечения от температу-. ры практически полностью совпадают с температурами эндотермических пиков на калориметрических кривых.

Пример 2. Готовят образец при

29 С по примеру 1, отбирают аликвоту в 15 мг, помещают в люминограф и охлаждают со скоростью 3 град/мин. Изменение интенсивности люминесценции проводят по примеру 1. Кривая зависимости относительной интенсивности люминесценции хемолюминесцентной добавки представлена как функция температуры на фиг. 2. Из фиг. 2 видно, что с понижением температуры интенсивность свечения падает, однако при ниже 230 К она резко (.в 25 раз) возрастает, достигает максимума при

223 и 217 К, после чего падает почти до нуля при 210 К. Кривые охлаждения позволяют установить важнейшие характеристики кинетики фазовых превращений веществ при их охлаждении и, в частности, при закалке высокотемпературных фаз. Так, из представленной кривой. на фиг. 2 видно, что кристаллизация водного раствора NaOH (навеска f5 мг, скорость охлаждения град/мин) проходит в два этапа и требует переохлаждения, г н а 30 К.

При использовании предлагаемого способа отпадает необходимость предварительного облучения добавки и ее хранения в жидком азоте, существенно упрощается способ введения добавки в систему, так .как она может вводиться при комнатной температуре в соответствующий раствор; резко (в сотни раз) умеиьшается количество вводимой добавки, что приводит к уменьшению инерционности системы, повышению ее гомогенности и росту чувствительности. Предлагаемый способ позволяет проводить многократное охлаждение и нагревание системы вблизи точек фазовых превращений системы, в то время как известный способ позволяет регистрировать фазовые превращения только в режиме постоянного разогрева. Кроме того, обычно навески при калориметрическом методе исследования фазовых превращений составляют от нескольких десятков до нескольких сотен миллиграмм в зависимости от типа калориметра. Предлагаемый способ позволяет получать информацию о фазовых превращениях в системе с использованием навесок всего в несколько миллиграмм.

Формула изобретения

935753

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Способ регистрации фазовых превращений вещества путем измерения относительной интенсивности свечения добавки, вводимой в это вещество,. отличающийся тем, что, с целью расширения применимости способа и уменьшения его инерционности, в качестве добавки используют хеми" люминесцентную добавку.

1. Wesley W. Wendlandt Thermal

Methods oE Апа1уядз. John Wiley and

Sons. МЯ.London, Sydney, Toronto, 1974, р. l"468.

2. Авторское свидетельство СССР

1а по заявке 11 2749783/18-25, кл. 6 01 N 25/02, 1979(прототип).

935753

Составитель В.Филиппов

Техред А. Бабинец

Корректор А Ференц редактор М.Петрова филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4196/42 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5