Độ nhớt, năng lượng kích hoạt tự do và nhiệt độ chuyển thủy tinh của các hợp chất K2O–B2O3 chứa kali boron

Pleiades Publishing Ltd - Tập 49 - Trang 239-244 - 2023
A. A. Khokhryakov1, M. A. Samoylova1, V. V. Ryabov1, L. B. Vedmid’1, S. Yu. Mel’chakov1
1Institute of Metallurgy, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg, Russia

Tóm tắt

Độ nhớt của các hợp chất kali-boron được đo trong khoảng nhiệt độ 918–1699 K bằng cách sử dụng thiết bị đo độ nhớt dao động. Hàm lượng oxit kali được thay đổi từ 0,74 đến 28,46 mol %. Các tham số của dòng nhớt trong các hợp chất (năng lượng kích hoạt cấu hình (εh) và năng lượng dịch chuyển của các liên kết oxy cầu nối (U∞)) được tính toán theo mô hình kích hoạt cấu hình cho hai khoảng nhiệt độ 918–1400 K và 1400–1699 K. Nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg) được đo bằng phương pháp quét nhiệt vi sai (DSC) và sự phụ thuộc của nồng độ nhiệt độ chuyển thủy tinh vào hàm lượng oxit kali trong dung dịch được chỉ ra.

Từ khóa

#độ nhớt #năng lượng kích hoạt tự do #nhiệt độ chuyển thủy tinh #kali boron #oxit kali

Tài liệu tham khảo

Nakashima, K., Kawagoe, T., Ookado, T., and Mori, K., Viscosity of binary borate and ternary borosilicate melts, in Slags, Fluxes and Salts, Proceedings of the Conference, 1997, p. 215. Volarovich, M.P. and Fridman, R.S., Study of the viscosity of the K2B4O7–B2O3 system in the molten state, Zh. Fiz. Khim., 1937, vol. 9, no. 2, pp. 177–181. Brosh, I.E., Pelton, A.D., and Decterov, S.A., A model to calculate the viscosity of silicate melts. Part IV: Alkali-free borosilicate melts, Int. J. Mater. Res., 2012, vol. 103, no. 5, p. 494. Coughanour, L.W., Shartsis, L., and Shermer, H.F., Viscosity, density, and electrical resistivity of molten alkaline-earth borate glasses with 3 mole % of potassium oxide, J. Am. Ceram. Soc., 1958, vol. 41, no. 8, pp. 324–329. Shartsis, L., Capps, W., and Spinner, S., Density, expansivity, and viscosity of molten alkali silicates, J. Am. Ceram. Soc., 1953, vol. 36, no. 10, pp. 319–326. Melchakov, S.Yu., Khokhryakov, A.A., Samoilova, M.A., Ryabov, V.V., and Yagodin, D.A., Viscosity and free energy of the activation of a viscous flow of sodium borrate melts, Glass Phys. Chem., 2022, vol. 48, no. 3, pp. 174–179. Mel’chakov, S.Yu., Khokhryakov, A.A., Samoilova, M.A., and Ryabov, V.V., Investigation of viscosity and activation energy relations from alkali oxide content in lithium boron melts, Inorg. Mater., 2022, vol. 58, no. 5, pp. 538–543. Solov’ev, A.N. and Kaplun, A.B., Vibratsionnyi metod izmereniya vyazkosti zhidkostei (Vibration Method for Measuring the Viscosity of Liquids), Novosibirsk: Nauka, 1970. Shtengel’meier, S.V., Prusov, V.A., and Bochegov, V.A., Improvement of the technique for measuring viscosity with a vibrating viscometer, Zavod. Lab., 1985, vol. 51, no. 9, pp. 56–57. Kozin, R.V. and Grigorenko, G.M., Physical and chemical properties of fluxes for electroslag technologies, Sovrem. Metall., 2016, vol. 125, no. 4, pp. 10–15. Osipov, A.A., Osipova, L.M., and Bykov, V.N., Spektroskopiya i struktura shchelochnoboratnykh stekol (Spectroscopy and Structure of Alkali Borate Glasses), Yekaterinburg: Ural. Otd. Ross. Akad. Nauk, 2009. Golubkov, V.V., Structure of B2O3 and alkaline borates in glassy and molten states, Fiz. Khim. Stekla, 1992, vol. 18, no. 2, pp. 14–33. Khokhryakov, A.A., Vershinin, A.O., Paivin, A.S., and Istomin, S.A., Electronic spectra of molten mixtures xNa2O–(100 – x)B2O3 and xNa2O–(100 – x)B2O3–Re2O3 (Re = Sm, Eu), Rasplavy, 2017, no. 6, pp. 538–549. Handa, K. and Kira, Y., Structure of M2O–B2O3 (M: Na and K) glasses and melts by neutron diffraction, J. Phys. Chem. Solids, 1999, vol. 60, pp. 1465–1471. Umesaki, N. and Kira, Y., Structure of K2O–B2O3 glasses and melts, Electrochemistry, 1999, no. 6, pp. 541–546. Akagi, R. and Umesaki, N., Raman spectra of K2O–B2O3 glasses and melts, J. Non-Cryst. Solids, 2001, vol. 293, no. 1, pp. 471–476. Sanditov, D.S., Entropy of activation of atomic excitation near glass transition, Dokl. Phys. Chem., 2005, vol. 403, pp. 146–149. Boora, M., Malik, S., Kumar, V., Bala, M., Arora, S., Rohilla, S., Kumar, A., and Dalal, J., Investigation of structural and impedance spectroscopic properties of borate glasses with high Li+ concentration, Solid State Ionics, 2021, vol. 368, p. 115704. Chryssikos, G.D. and Kamitsos, E.I., Effect of Li2SO4 on the structure of Li2O–B2O3 glasses, J. Non-Cryst. Solids, 1996, vol. 202, no. 3, pp. 222–232. Green, R.L., X-ray diffraction and physical properties of potassium borate glasses, J. Am. Ceram. Soc., 1942, vol. 25, no. 3, p. 83. Poch, W., Vollstandige Entwässerung einer B2O3 – Schmeize und einige Eigenschaftswerte des daraus erhaltenen Glases, Glastech. Ber., 1964, vol. 37, pp. 533–535.