В.Д. Александров, С.А. Фролова.

АННОТАЦИЯ

       На основании термограмм нагревания и охлаждения различных веществ проанализировано явление взрывной кристаллизации переохлаждённых жидкостей. В качестве доказательства явления взрывной кристаллизации приведены соответствующие термограммы в координатах температура — время для теллура, висмута, воды и уксусной кислоты. На схематической кривой охлаждения продемонстрированы различные структурные перестройки, происходящие в жидкой фазе, а также этапы затвердевания: образования зародышей кристаллов, их коагуляции и последующей изотермической кристаллизации. Взрывная кристаллизация на втором этапе характеризуется быстрым подъёмом температуры из области переохлаждения до температуры плавления со скоростями, превышающими скорости охлаждения (т.е. теплоотвода) на два-три порядка. Сделана попытка объяснения явления взрывной кристаллизации с позиций известных положений кластерно-коагуляционной модели кристаллизации и теории цепных реакций. Расчётами установлено, что критические размеры зародышей кристаллов сопоставимы с размерами элементарных ячеек соответствующих кристаллических решёток, а работа их образования — с энергиями межмолекулярных связей. На основании расчётов теплоты, выделяющейся при образовании зародышей, а также межфазной поверхностной энергии, выделяемой при коагуляции зародышей кристаллов, выдвинута гипотеза о том, что «строительным» материалом роста кристаллов наряду с молекулами, могут служить кристаллоподобные кластеры и устойчивые зародыши кристаллов. Показано, что при образовании зародышей и их коагуляции выделяемая энергия эквивалентна квантам электромагнитного излучения, которая способна к активации появления новых центров кристаллизации, размножения и коагуляции зародышей. Расчёты показали, что при коагуляции множества зародышей выделяется энергия, достаточная для быстрого прогрева вещества из области переохлаждения до температуры плавления. По аналогии с известной диаграммой теплового взрыва построена и проанализирована подобная диаграмма зависимости тепловыделения и теплоотвода от времени для процесса взрывной кристаллизации. Найдены критические значения начала взрывного процесса и скорости охлаждения жидкой фазы. Дана оценка завершающей стадии равновесной кристаллизации после взрывной.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

перегрев; переохлаждение; кластеры; зародыши; коагуляция; взрывая кристаллизация.

DOI: 10.31857/S023501062006002X

А.В. Кайбичев, И.А. Кайбичев. 

АННОТАЦИЯ

          Элементы в электрическом поле переносят ионы. Межэлектродный перенос ионов в газах определяли по изменению массы расплава, прошедшему электричеству, напряженности электрического поля при различных полярностях расплава. В случае совпадения межэлектродного переноса элементов с испарением замеренное изменение массы больше межэлектродного переноса и меньше при встречном. Межэлектродный перенос, определенный по изменению массы расплава, равен произведению числа и атомной массы переносимого иона. Число ионов соответствовало произведению прошедшего электричества и доли ионов. Доля ионов определялась по отношению скорости иона к сумме его скорости и скорости электрона. Скорость иона находили по произведению подвижности и напряженности электрического поля. Подвижности ионов рассчитывали по известным подвижностям близких по атомной массе щелочных металлов. Скорость электрона в газах в основном зависит от напряженности электрического поля, её значения приведены в литературе. По межэлектродному переносу ионов и их электричеству определялась атомная масса ионов переносимых элементов. Перенос элементов происходил из поверхностных слоев при меньших, чем у газов наполнителей, потенциалах ионизации. Снижение скорости переноса массы из расплавов меди, серебра при повышении межэлектродного напряжения убеждает в очистке поверхности. По достижению постоянства скорости очистка расплавов заканчивалась и начинался перенос собственных ионов металлов. Достаточная надежность определенных межэлектродных переносов подтверждена кратным численным соответствием атомных масс переносимых ионов атомному весу элементов и молекулярным соединениям равновесных расплавов.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электричество, напряженность электрического поля, кулон, ион, атом, скорость.

DOI: 10.31857/S0235010621010059

А.В. Кайбичев, И.А. Кайбичев. 

АННОТАЦИЯ

     Межэлектродный перенос элементов из расплавов в гелии определен по экспериментальным изменениям их массы, прошедшего электричества и напряженности электрического поля. Наибольшее влияние оказывала полярность расплава. Она изменяла направление межэлектродного переноса элементов. При совпадении с испарением замеренное изменение массы было больше межэлектродного переноса и меньше при встречном. Влияние условий на межэлектродный перенос рассмотрено в трех периодах удаления и возвращения элементов в расплав. Установлено изменение атомности переносимых ионов, атомной массы и числа атомов. Их различия в периодах отражали происходящие изменения в составе поверхностного слоя электродов. В первый период переносились трехатомные ионы алюминия и молекулярные ферроникеля, во втором и третьем – двухатомные алюминия и одноатомные железа. Межэлектродный перенос элементов рассчитан по произведению числа и атомной массы переносимых ионов. Предложенная зависимость отличается от закона Фарадея для переноса в ионных электролитах. В электролитах переносятся одноатомные ионы с зарядом, соответствующим валентности элемента. В газах переносятся однозарядные ионы с любым определяемым числом атомов (молекул). Перенос в электролитах рассчитывается по всему прошедшему электричеству, в газах – по перенесенному ионами. Межэлектродный перенос элементов зависит от изменения массы расплава в опыте, прошедшего электричества, напряженности электрического поля, давления газа наполнителя, температуры, скоростей ионов и электронов. Достаточная надежность подтверждена кратным численным соответствием атомных масс переносимых ионов атомному весу элементов и молекулярных соединений в равновесных расплавах.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электричество, напряженность, электрон, ион, скорость, атом, атомная масса.

DOI: 10.31857/S0235010620060079

С О Д Е Р Ж А Н И Е

          10 октября 2019 г. исполнилось 70 лет доктору химических наук, главному научному сотруднику лаборатории радиохимии Института высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук (ИВТЭ УрО РАН) Смоленскому Валерию Владимировичу.
              Он родился 10.10.1949 г. в г. Свердловске. В 1972 г. окончил Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова по специальности “Технология электрохимических производств”. В том же году поступил на работу в Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР (ныне ИВТЭ УрО РАН). В 1978 г. защитил диссертацию и получил ученую степень кандидата химических наук, в 1994 г. защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора химических наук.
           Его научные интересы связаны с исследованием физико-химических и электрохимических свойств продуктов деления и актинидов в расплавленных солевых средах. Им выполнены пионерские работы в области высокотемпературной радиохимии соединений урана, плутония, америция, кюрия и компьютерного моделирования построения диаграмм Пурбе. Найдены условия пирохимического получения оксидов урана заданного состава с контролируемой величиной кислородного коэффициента, которые используются в настоящее время в качестве ядерного топлива на атомных электростанциях. Получены уникальные данные о поведении америция и кюрия в расплавленных хлоридах щелочных металлов, определены основные закономерности получения твердых растворов UO2–PuO2 – ядерного топлива реакторов на быстрых нейтронах. Исследованы условия переработки высокоактивных радиохимических отходов в системе “жидкий металл–солевой расплав”.
           Валерий Владимирович руководит и лично участвует в научных исследованиях по грантам Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), а также – в выполнении научных проектов в рамках федеральных целевых программ “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России” и по международным программам. На протяжении многих лет
плодотворно сотрудничает с научно-исследовательским институтом атомных реакторов (г. Димитровград), работал по контрактам во французском ядерном центре Marcoule (Маркуль) и испанском ядерном центре CIEMAT (СИЕМАТ). С 2017 г. – профессор Харбинского инженерного университета (Китай). Член ученого совета и специализированного диссертационного совета ИВТЭ УрО РАН по защите кандидатских и докторских диссертаций. Награжден грамотами Президиума РАН и УрО РАН. По результатам исследований опубликовано более 300 печатных работ, в том числе 4 монографии, получено 13 авторских свидетельств и патентов.
          Мы желаем юбиляру крепкого здоровья на долгие годы, не останавливаться на достигнутом, новых творческих свершений и успехов. С юбилеем, уважаемый Валерий Владимирович!

Зайкову Юрию Павловичу – 70 лет

10 октября 2019 года исполняется 70 лет доктору химических наук, заслуженному деятелю науки РФ, научному руководителю ИВТЭ УрО РАН, профессору Зайкову Юрию Павловичу.

Ю.П. Зайков 10.10.1949 г. в г. Первоуральск Свердловской области. После окончания школы в 1966 г поступил в Уральский политехнический институт им. С.М. Кирова. В 1973 г поступил в аспирантуру Института электрохимии УНЦ АН СССР, где в дальнейшем прошел путь от младшего научного сотрудника до директора (2006 г.). С 2016 года занимает должность научного руководителя Института высокотемпературной электрохимии УрО РАН.

 В настоящее время ИВТЭ УрО РАН занимает лидирующие позиции в РФ и мире в области высокотемпературной физической химии и электрохимии расплавленных солей и твёрдых электролитов. Эти достижения в первую очередь связывают с именем Ю.П. Зайкова. Он известен, как ведущий учёный, внёсший значительный вклад в разработку научных принципов высокотемпературной физической химии и электрохимии лёгких, щелочных и щелочноземельных, редких и редкоземельных металлов и актинидов. Ряд технологий, созданных под научным руководством Зайкова Ю.П., внедрены на предприятиях ОК «Русал», УГМК, ГК «Роскосмос» и «Росатом». Сегодня он является научным руководителем по разработке пирохимической технологии переработки отработавшего ядерного топлива реакторов на быстрый нейтронах. Это уникальный проект по созданию новой экологически чистой и безопасной атомной энергетики будущего. 

  Зайков Ю.П. уделяет большое внимание подготовке и воспитанию молодых научных кадров. Он возглавляет уже в течение 20-ти лет одну из ведущих кафедр ХТИ УрФУ-кафедру «Технологии электрохимических производств». За это время выпущено более 500 специалистов по направлению – «хим. технологии». Под его научным руководством защитили 17 кандидатских диссертационных работ и две докторские.

Мы желаем юбиляру крепкого здоровья, светлых идей для его научных изысканий, а также благодарных учеников и коллег. С юбилеем, уважаемый Юрий Павлович!

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Гусейнов Р.М., Раджабов Р.А., Магомедова У.М.

АННОТАЦИЯ

Целью настоящего исследования является изучение поведения серебряного электрода, обратимого по неосновным носителям, в сульфатном твердом электролите или в соответствующем ионном расплаве в гальванодинамическом режиме.

В настоящей работе применяется метод преобразования Лапласа закона Ома о взаимодействии между током, потенциалом и комплексным сопротивлением (импедансом), получившем в электрохимии и электротехнике   название  метода операционного импеданса.

Кроме метода операторного импеданса в настоящей работе нами применяется эквивалентная электрическая схема серебряного электрода, обратимого по кислороду и по неосновным носителям заряда (в качестве которых рассматриваются ионы кислорода). Возможность применения при исследовании релаксационных процессов в твердых электролитах  эквивалентных электрических схем была показано еще в 1973 году американским электрохимиком Армстронгом [9, 10]. Получено аналитическое выражение зависимости потенциала межфазной границы электрод – твердый электролит или соответствующий ионный расплав от времени в гальванодинамическом режиме функционирования электрохимической ячейки. Графоаналитическим путем установлено, что гальванодинамическая кривая зависимости межфазного потенциала от времени подчиняется экспоненциальной функции. В настоящей работе показано также, что отличие серебряного электрода в сульфатных электролитах от классической  эквивалентной электрической схемы Эршлера – Рэндлса заключается в том, что при очень малых концентрациях ионов серебра серебряный электрод выполняет еще одну функцию, а именно,  кислородную функцию.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

операционный импеданс, серебряный электрод, неосновные носители тока, гальванодинамический режим.

DOI: 10.31857/S0235010620040040

А.В. Иванов, В.В. Рябов.

АННОТАЦИЯ

С помощью вибрационного вискозиметра определены величины вязкости(η) натриевоборатных расплавов, содержащих 1 мас. % механоактивированных оксидов лантанидов (Sm₂O₃, Eu₂O₃, Er₂O₃, Tm₂O₃) в температурном диапазоне 950–1650 K. Установлены закономерности изменения величин вязкости от температуры и состава, определены температуры начала затвердевания изученных расплавов. На зависимостях логарифма вязкости от обратной температуры выявлены высоко- и низкотемпературные участки с различной энергией активации вязкого течения. Закономерности изменения вязкости объяснены с позиций изменения структуры расплава.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

вязкость, расплав, оксид бора, оксиды редкоземельных элементов, оксид натрия, механоактивация, структура расплава.

DOI: 10.31857/S0235010620040052

С.К. Вильданов.

АННОТАЦИЯ

Получено соотношение для расчёта вязкости многокомпонентного оксидного раствора на основе SiO₂ в зависимости от ионных долей катионов, входящих в состав оксидного раствора, позволяющее прогнозировать концентрационное изменение вязкости и рассчитывать её значение, используя данные по вязкости жидких растворов двухкомпонентных систем SiO₂ – Me_xO_y в интервале концентрации двуокиси кремния 65–75 вес. % для фиксированных температур. В основе вывода соотношения лежит представление об оксидном растворе как суперпозиции элементарных структур расположения катионов друг относительно друга. Причём вокруг аниона кислорода располагаются катионы одного сорта. Заполнение катионных мест осуществляется таким образом, что вокруг аниона кислорода расположены четыре катиона одного сорта. Принятая модель предполагает, что все катионы имеют одинаковые размеры и одинаковый заряд, а отличаются только сортностью. Полученная расчётная формула представляет собой полином. Для нахождения неизвестных коэффициентов в уравнении для вязкости как функции состава предложена вероятностная модель, учитывающая порядок извлечения катионов из катионной смеси в предположении, что характер изменения вязкости как функции состава аналогичен вероятности извлечения из катионной смеси определённого набора катионов. Для активационной модели вязкости получены регрессионные соотношения зависимости энергии активации вязкого течения и предэкспоненциального множителя от ионной доли второго компонента систем SiO₂ – Me_xO_y. Проведены сравнительные расчёты значений вязкости, полученные по расчётной формуле с экспериментальными данными по вязкости многокомпонентных оксидных силикатных расплавов. Результаты сравнительного анализа показали удовлетворительное совпадение расчётных значений вязкости с экспериментальными данными.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

вязкость, оксидный раствор, оксидный расплав, катионная смесь, металл, теплоизолирующая шлакообразующая смесь, эксперимент, вероятностная модель, условная вероятность, модельный оксидный раствор, энергия, матрица.

DOI: 10.31857/S0235010620040106