Cx-x особливості низькотемпературної теплоємності наноалмазу детонаційного синтезу
| Вид материала | Документы |
- План синтез мітохондріальних білків І особливості формування мітохондрій система синтезу, 319.93kb.
- План синтез мітохондріальних білків І особливості формування мітохондрій система синтезу, 323.92kb.
- Реферат на тему: " Архітектура Коломийщини", 16.72kb.
- Назва модуля: Методи синтезу та оптимізації Код модуля, 15.49kb.
- План Особливості інтер'єру при проведенні ділової бесіди Особливості жіночого ділового, 226.95kb.
- Особливості ведення бухгалтерського обліку при здійсненні благодійної діяльності, 53.74kb.
- План Фактори, що визначають життя у Світовому океані. Особливості морських угруповань, 132.09kb.
- 1. Хімічна термодинаміка в тнр основні поняття хіміко-технологічного процесу. Стехіометричні, 147.66kb.
- План вступ розділ I. Художній текст Особливості перекладу художнього тексту Мета створення, 277.36kb.
- Біохімія 1, 1506.8kb.
Cx-X
Особливості низькотемпературної теплоємності наноалмазу детонаційного синтезу
О. О. Васільєв , В. Б. Муратов*, В. В. Гарбуз*, Ю. В. Нестеренко, Т. І. Дуда
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», 03056, пр. Перемоги, 37,.Київ, Україна
*Інститут проблем матеріалознавства ім. І.Н. Францевича НАН України, 03680, вул. Кржижанівського 3, Київ, Україна
Фізико-хімічні властивості наноалмазу детонаційного синтезу (надалі наноалмаз, НА) в останнє десятиріччя стали предметом інтенсивних досліджень, що пов’язано із надзвичайними перспективами практичного застосування цього матеріалу (див. наприклад, [1]). Однак досліджень термодинамічних властивостей НА, які є надзвичайно важливими для більш глибокого розуміння його природи, а також передбачення властивостей та поведінки в фізико-хімічних процесах, не досліджувалися. Тому, мета даної роботи полягала у дослідженні низькотемпературної теплоємності наноалмазу детонаційного синтезу та розрахунок на її основі його основних термодинамічних функцій.
Дослідження проводили адіабатичним методом в інтервалі температур 60–300 К. Перевагою цього методу є можливість проведення досліджень на зразках достатньо масивних для отримання надійних абсолютних значень вимірюваної величини, а не лише особливостей температурної залежності теплоємності. Калориметричне обладнання було попередньо атестоване для роботи з алмазними матеріалами на крупнокристалічному алмазі [2]. Дані атестаційного експерименту разом із результатами проведеного авторами раніше розрахунку теплоємності алмазу в широкому інтервалі температур на основі його спектроскопічних та пружно-динамічних характеристик [3] були використані в якості порівняльного базису.
Теплоємність НА досліджували двічі: на комерційному промисловому зразку (містить близько 10 % мас. N, O та H) та після проведення вакуумної термічної обробки (вміст газотвірних домішок знижено на половину). Це дало можливість оцінити вплив газотвірних домішок на теплоємність наноалмазу. Результати досліджень подані в таблиці.
ТАБЛИЦЯ. Теплоємність Ср (Дж∙моль-1∙К-1) алмазних матеріалів та стандартні (Т = 298,15 К) значення їх основних термодинамічних функцій
| T, К | Розрахунок [3] | Алмаз [2] | НА до ВТО | НА після ВТО |
| 60 | 0,06 | 0,12 | 0,60 | 0,45 |
| 80 | 0,13 | 0,18 | 0,86 | 0,59 |
| 100 | 0,27 | 0,28 | 1,13 | 0,78 |
| 120 | 0,48 | 0,48 | 1,48 | 1,05 |
| 150 | 0,99 | 1,02 | 2,19 | 1,74 |
| 200 | 2,30 | 2,39 | 3,87 | 3,35 |
| 250 | 4,07 | 4,14 | 5,81 | 5,22 |
| 298,15 | 6,00 | 6,15 | 8,78 | 7,27 |
| 300 | 6,08 | 6,16 | 7,83 | 7,37 |
| Функція | | | | |
| H0(T)-H0(0), Дж моль-1 | 515,612 | 526,918 | 823,438 | 713,379 |
| S0(T), Дж моль-1 К-1 | 2,352 | 2,406 | 3,829 | 3,294 |
| Φ0(T),Дж моль-1 К-1 | 0,622 | 0,638 | 1,067 | 0,902 |
На основі температурних залежностей теплоємності НА розраховані стандартні значення його основних термодинамічних функцій (таблиця). Приведені результати характеризують суттєві розбіжності в термодинамічних параметрах крупнокристалічного алмазу та НА, які не можуть бути пояснені тільки впливом газотвірних домішок (кисню, азоту та водню). Відмінності можуть бути зумовлені активними поверхневими атомами вуглецю, частка яких у загальній кількості є суттєвою порівняно із крупнокристалічним алмазом.
1. Долматов, В. Ю. Успехи химии, 76, № 4: 376 (2007).
2. Vasil’ev, O. O., Muratov, V. B., Duda, T. I. Journal of Superhard Materials, 32, No. 6: 375 (2011).
3. Васільєв, О. О., Муратов, В. Б., Дуда, Т. І.. Наукові вісті “КПІ”, № 3: 50 (2010).