ЛАБОРАТОРИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ
Заведующий лабораторией - д.х.н. Шубин Алексей Борисович.
Тел. (343) 232-91-38
E-mail: fortran@list.ru
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ИЗУЧЕНИЯ
ПРОЦЕССОВ КИСЛОРОДНОГО ОБМЕНА И СТРУКТУРЫ ОКСИДНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Описание
Комплекс создан на базе
дифрактометра ДРОН-3, высокотемпературной приставки
УВД-2000 и автоматического микропроцессорного регулятора парциального давления
кислорода
Zirconia-318
(разработка УрГУ им.А.М.Горького). В высокотемпературную
камеру дифрактометра установлена циркуляционная
электрохимическая система "насос-датчик", которая
позволяет проводить рентгеноструктурные исследования в
широком диапазоне температур (300-1500
K)
и в условиях контролируемого парциального давления
кислорода (1-10-22 атм)
in
situ.
|
 |
|
Внешний
вид экспериментального комплекса для
одновременного изучения процессов кислородного
обмена и структуры оксидных материалов
|
Ячейка
работает в ограниченном температурном интервале,
500°-900° С (наиболее эффективно - в интервале
750°-850°С), поэтому она смонтирована в отдельной печи с
выводом наружу концов термопары и газо- и токоподводов.
Газоподводы соединены с высокотемпературной камерой,
установленной на дифрактометре. Система замкнута, при
этом, поскольку кислородная ячейка расположена вне печи
с исследуемым образцом, для установления равновесия
используется воздушный насос с варьируемой скоростью
потока (до 1,5 л/мин).
|
 а
|
 б
|
|
Блок-схема (а) и типичная
временная зависимость характеристик
экспериментальной ячейки при достижении в
системе парциального давления кислорода
Po2=-14.
(б) |
Управление кислородной ячейкой (в т.ч. нагревом и
охлаждением печи датчика) осуществляет программируемый
комплекс "Zirconia-318" в автоматическом или ручном
режиме с одновременной цифровой и графической
визуализацией всех параметров системы (температура, ЭДС,
lgPO2, напряжение, ток и т.д.). Стабилизация значений
тока и напряжения в системе кислородного датчика после
изменения парциального давления кислорода служит
индикатором достижения газового равновесия во всей
системе.
Несмотря на удаленность датчика от
образца система адекватно реагирует на любые изменения
парциального давления, в частности, связанные с
процессами нагрева и охлаждения исследуемого образца.
|
 а
|
 б
|
|
Температурные зависимости
размеров кристаллитов (а) и микродеформации
кристаллической решетки (б) манганита лантана
при разных значениях парциального давления
кислорода. |
Главные преимущества
Комплекс позволяет отказаться от громоздкой системы
создания вакуума в экспериментальном объеме и
варьировать в широком диапазоне парциальное давление
кислорода в газовой фазе.
Предложения по использованию разработки
Для одновременного изучения
процессов кислородного обмена и структуры оксидных
материалов. Для изучения структуры неравновесных
материалов (в т.ч. нанопорошков). Для
рентгеноструктурных исследований металлических
расплавов.
Область рыночного применения
Предприятия–производители научного
оборудования.
Форма защиты интеллектуальной собственности.
Патент RU 72329 U1.
Контактная
информация:
620016,
Екатеринбург, ул.Амундсена, 101,Институт металлургии УрО
РАН,
Петрова Софья Александровна, ст.н.с. –
тел. (343) 267-88-94, 232-90-05
