Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

Talanov V.M. Shabelskaya N.P.
Твердофазные реакции протекают при синтезе многих материалов. Примером подобного процесса может быть реакция: АО+В2О3= =АВ2О4 (где А - Zn2+, В - Cr3+ и/или Fe3+). Механизм твердофазных реакций сложен и характеризуется большим набором промежуточных стадий. Данная работа посвящена изучению кинетики образования сложных твердых растворов со структурой шпинели из оксидов.

Твердые растворы состава ZnFe2-xCrxO4 были синтезированы по керамической технологии из соответствующих оксидов при температурах 800, 840, 860 и 900 оС. Исходные оксиды имели размер зерна не более 0,1 мм. Полноту синтеза контролировали с помощью рентгеновского анализа. Все синтезированные образцы имели структуру кубической шпинели.

При расчете коэффициента диффузии D исходили из предположения, что процесс диффузии катионов протекает также, как и при диффузии в полубесконечную среду и использовали формулу x2 = 4Dτ, здесь x - толщина слоя образовавшегося продукта, см; D - коэффициент диффузии, см2/с; τ - время, с.

Для изученной реакции рассчитано значение температурного коэффициента скорости реакции γ по формуле . Для всех составов оно изменяется в пределах γ=1,108-1,116. Сделано заключение, что кинетика синтеза шпинелей ZnFe2-xCrxO4 протекает в диффузионной области при нестационарной диффузии; повышение температуры процесса на 10 градусов приводит к увеличению скорости реакции приблизительно на 10 %.