Рецензент: проф. до кг. хим. наук о.и.неолер
УДК 536.42:535.342:669.2/8
Атомно-абсорбционная спектроскопия в исследовании испарения металлов. Николаев Г.И., Немец A.M. M., "Металлургия", 1982. 152с.
Метод атомно-абсорбциониой спектроскопии является одним из перспективных и развивающихся современных методов исследования состава и физико-химических свойств металлов и сплавов. Он позволяет изучать и контролировать испарения сложных металлических систем в широком интервале температур.
В монографии рассмотрены физические основы атомно-абсорбционного спектрального метода измерения давления пара металла и приведены результаты исследования чистых металлов и термодинамических свойств сплавов. Описаны приложение метода к изучению кинетики перемещения атомов в газовой и твердой фазах при испарении вещества и термодинамики высокотемпературных химических реакций. •
Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области металлургии, физической химии металлических сплавов и оптической спектроскопии. Ил. 76. Табл. 4. Библиогр. список: 386 назв.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года предусмотрено развитие опережающими темпами производства специальных материалов, прецизионных сплавов и других материалов с повышенными параметрами. Развитие современных направлений высокотемпературной техники, металлургии, создание материалов со специальными физическими и физико-химическими свойствами во многом определяется уровнем исследования процесса перехода веществ, в том числе и металлов, в газообразное состояние. Из данных .о давлении и составе насыщенного пара чистых элементов, компонентов металлических сплавов и продуктов химических реакций получают информацию о скорости испарения и основных термодинамических свойствах металлов и сплавов (теплоте испарения, термодинамической активности компонентов, энтальпии и энтропии смешения металлических растворов) .Эти параметры предопределяют эффективность применения термодинамики в металлургии и металловедении и обеспечивают более глубокое понимание физико-химической природы металлических сплавов. •
Подавляющее большинство данных о давлении насыщенного пара металлов и сплавов, особенно при высоких температурах, получено методами, основанными на одном принципе — изучении скорости испарения металла в вакууме, существенно зависящей от условий эксперимента (в частности, от состояния поверхности испарения и окружающей среды). В настоящее время назрела необходимость в создании ряда методов измерения давления и состава пара над конденсированной фазой, основанных на иных принципах.
Развитие спектроскопии и успехи в области атомно-абсорбционного спектрального анализа в конце 60-х годов стимулировали применение оптических методов для исследования физико-химических свойств вещества. Наиболее плодотворным оказалось использование атомно-абсорбционного метода, базирующегося на избирательном поглощении света атомными парами исследуемого вещества. Атомные спектры поглощения являются источником информации о процессах, происходящих в поглощающем слое, о плотности поглощающих атомов, температуре и характере межатомного взаимодействия, элементарном составе паровой фазы. Наряду с экспрессностью, широким диапазоном измеряемых давлений, селективностью в поглощении, привлекательная особенность метода состоит в отсутствии влияния процедуры измерения на изучаемую систему.
есмотря на большое количество публикаций по исследованию испарения металлов и сплавов методом атомной абсорбции, до сих пор не существует критического обзора этих данных. Цель настоящей работы — яйиивМаТИЗация опыта и обобщение результатов исследований, представ-лен^ных в литературе вплоть до 1979 г.
игг-г,«ГЛ' кратко изложено современное состояние классических мвтлпл-
исследования испарения, поск-пп,----
графичеп-"---
содер-3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................• • • •..................... 8
Глава I.. Состояние проблемы измерения давления насыщенного пера
металлов при высоких температурах................. . 5
1. Определение давления пара по скорости испарения (метод Лэнгмюра) , 5
2. Метод Кнудсена..............................•...... 8
3. Метод переноса....................................11
4. Применение масс-спектрометрии в исследовании испарения........13
5. Нестандартные методы исследования испарения металлов .........14
6. Оценка возможностей классических методов исследования испарения 16 Глава N. Физические основы атомно-абсорбциоииого метода намерения
давления пара................................17
1. Контур линии поглощения и связь коэффициента поглощения с плотностью поглощающих атомов........................ . . . 18
2. Способы измерения поглощения..............."..........21
3. Учет сверхтонкой структуры спектральной линии...............27
4. Определение параметров контура спектральной линии поглощения-. ... . 31
5. Силы осцилляторов.спектральных линий. Методы измерений и надежность данных.....................................34
6. Аппаратура, применяемая при атомно-абсорбционных измерениях «•*-• ления пара .... ............
....................................... 36
Глава III. Способы еоявамм- »~—------ --•
Способы создания поглощающего слои пара для иссле,
ГИТвПЯ«-вм«*«-«~ ——-----"
гетерогенных реакций
дования
,.....41
1. Статический способ.................................41
2. Квазистатический способ..............................44
3. Кинетический способ.......................... '......59
Глава IV. Результаты измерения давления пара металлов методом атомной
абсорбции.................................. 61
1. Форма представления экспериментальных данных по давлению насыщенного пара...................'.....................62
2. Металлы I групп ь!................................•. . 64
3. Металлы II группы..................................71 ,
4. Металлы III группы.................................75
5. Металлы IV группы........... .'......................78
6. Металлы V группы .............................84
7. Металлы VI группы .................................88
8. Металлы VII группы...........................].....91
9. Металлы VIII группы................................ 93
10. Оценка погрешности измерения давления насыщенного пара атомно-
абсорбционным методом...........,...............'... 99
Глава V. Определение термодинамической активности .компонентов
сплавов................................... .101
1. Элементы теории растворов...........................• /
2. Проблема изменения состава на поверхности исследуемого сплава в про- . цессе испарения . . ,.............................. . • .JJJ* -V*
3. Определение термодинамической активности легколетучих сплавов . . -1О7 .j|
4. Исследование испарения конструкционных материалов на основе железа) 1?-*
5. Определение активности алюминия в бинарных и многокомпонентных , титановых сплавах...............................; . .116
6. Особенности изучения термодинамических свойств компонентов спла-BOB на уровне примесных содержаний.....................
150
Глава VI. Атомно-абсорбционный метод в исследовании перемещения
атомов в твердой и газовой фазах. Изучение карбо- и металле- ^
1. Определение коэффициентов диффузии пара металла в инертной среде 121
2. Определение коэффициентов диффузии примесей в тугоплавкой основе 126
3. Кинетика испарения металлов в вакууме и инертной среде.........127
4. Взаимодействие углерода и металлов с окислами...............128
Приложения ..'..'......................................133
Библиографический список................................135}
Цена: 300руб.
