ОКИСЛЕНИЕ ЦИНКОВО-АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА ZN55AL, ЛЕГИРОВАННОГО ТАЛЛИЕМ

доступа к этой зеленой химии и ее роли в жизни человека. Показаны некоторые из желаемых моделей.

Ключевые слова: Зеленая химия, Преимущества зеленой химии, Принципы зеленой химии, Окружающая среда, Исследования, Зеленые химические процессы, Зеленое химическое производство, Зеленая химическая организация.

COMPARE BREAD MATERIAL WITH COMMON MATERIAL

This article refers to the work of green chemistry and its role in human life, in which a common point of view is considered from a scientific and thematic point of view. These are the types of green chemistry and its role in human life in general. Several ways have been shown to access this green chemistry and its role in human life. Some of the desired models are shown.

Keywords: Green chemistry, Benefits of green chemistry, Principles of green chemistry, Environment, Research, Green chemical processes, Green chemical production, Green chemical organization.

Сведения об авторах:

Ахмадй Гулом Сахй-докторант PhD втарого курса Института математики имени А.Джураевой Академия наука Республики Тоджикистан, Тел: (+992) 999,707,3, Исламской Республика Афгонистон, область Форёб, город Маймана, район Ду.

Амир Мохаммада Хаир Огли - Исламская Республика Афганистан, Министерство высшего образования, Университет Фарьяб, член педагогического факультета химического факультета.

About the authors:

Ahmadi Ghulom Sakhi-Master of Chemistry, First Faculty of Chemistry, Sadriddin Aini State Pedagogical University, Republic of Tajikistan, Tel: (+992) 777095903, Islamic Republic of Afghanistan, Faryab region, Maimana city, Dushanbe region. Amir Mohammad Khair Oghli University - Islamic Republic of Afghanistan, Ministry of Higher Education, Faryab University, Member of the Faculty of Education, Department of Chemistry.

ОКИСЛЕНИЕ ЦИНКОВО-АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Zn55Al, ЛЕГИРОВАННОГО ТАЛЛИЕМ

Сироджидинов М.Э.

Институт химии им. В.И. Никитина НАН Таджикистана

Вопросы взаимодействия металлических сплавов с газообразными и различными агрессивными средами при высоких температурах являются ключевыми в современном материаловедении.

Цинк наиболее часто используется в электрохимических производствах металлопокрытий. Примерно половина производимого от мировых запасов цинка расходуется для защиты металлоконструкций Г1-31.

Сплавы цинка с алюминием используются как анодные материалы для защиты от коррозии стальных изделий, конструкций и сооружений. Известно, что для защиты стали от коррозии разработано несколько типов Zn-Al протекторов Г4-61 и покрытий Г7-13].

В качестве исходного материала использовали цинк марки ХЧ(гранулированный), алюминий марки А7 и легирующего элемента - таллия марки Tl-00. Из указанных металлов были получены сплавы в корундовых тиглях, в печи электрического сопротивления, в интервале температур 700^850 °С. Взвешивание шихты производили на аналитических весах АРВ-200 с точностью 0.1-10-4 кг. Шихтовка сплавов проводилась с учётом угара металлов. После выдержки до нескольких минут при нужной температуре, расплав тщательно перемешивали и отливали образцы. Перед исследованием образцы сплава очищали от образующегося оксида. Элементный состав указанных сплавов контролировали микрорентгеноспектральным анализом на сканирующем электронном микроскопе SEM серии AIS2100 (Южная Корея), принцип работы которой описан в работе Г14].

Исследование влияния температуры и химического состава на кинетику окисления цинково-алюминиевого сплава Zn55Al, легированного таллием, в твёрдом состоянии, проводили методом термогравиметрии с непрерывным взвешиванием образцов на воздухе по методике, описанной в работах [15-17].

Термогравиметрическое исследование процесса высокотемпературного окисления легированного сплава таллием различной концентрации, проводились пои температурах 473, 523 и 623К (рисунки 1, 2). Результаты показывают, что легирование исходного сплава 2п55Л1 таллием (в диапазоне 0.01-0.05 мас.%) способствует некоторому увеличению истинной скорости окисления. Дальнейшее легирование сплава > 0.5 мас.% Т1 нецелесообразно, так как приводит к некоторому увеличению скорости окисления и соответственно, уменьшению эффективной энергии активации исходного сплава (таблица 1).

Рисунок 1. Кинетические кривые процесса окисления сплава Zn55Al(а), легированного таллием, мас.%: 0.01(б); 0.05(в); 0.1(г).

(g/s)2-102, кг2/м4

7,5

2,5

. 62 3К  523К ' 473К

10

20

30 t, мин.

(g/s)2-102, кг2/м4 623К

у,—~ -- --- -- 523К

7,5 - У1 473К

J»

Л/

5 - // у ♦

I / у б

2,5 II/* 1 1 I

0 10 20 30 t, мин.

сплава Zn55Al, легированного таллием, мас.%: 0.5(а); 1.0 (б).

Высокотемпературное окисление исследованных сплавов кислородом газовой фазы подчиняется гиперболическому закону, что видно из кривых зависимостей (g/s) -t (рисунок 2), которые не укладываются на прямые линии, а также из аналитических зависимостей у = Ktn, где n = 2-5 (таблица 2).

Динамика изменения эффективной энергии активации и удельного веса исследованных сплавов видна на изохроне окисления, представленной на рисунке 3. С ростом концентрации таллия в исходном сплаве Zn55Al происходит плавное приращение удельного веса. Наблюдается монотонное снижение эффективной энергии активации и повышение истинной скорости окисления при содержании легирующего элемента в исходном сплаве в пределах изученной концентрации (рисунок 3).

Таблица 1. Кинетические и энергетические параметры процесса окисления цинково-алюминиевого сплава Zn55Al, легированного таллием, в твердом состоянии

5

а

0

Содержание таллия в сплаве, мас.% Температура окисления, К Истинная скорость окисления К. 10-4, -2 -1 кгм с Эффективная энергия активации окисления, кДж/моль

- 473 3.04 154.4

523 3.32

623 3.73

0.01 473 4.87 126.3

523 5.14

623 5.71

0.05 473 5.22 122.0

523 5.81

623 6.24

0.1 473 6.13 117.7

523 6.94

623 7.09

0.5 473 6.21 111.4

523 6.88

623 7.36

1.0 473 6.79 107.9

523 7.11

623 7.83

Таблица 2. Результаты математической обработки кривых процесса окисления

Содержани е таллия в сплаве, мас.% Температура окисления, К Вид уравнений Степень достоверности , к

- 473 523 623 у = -2Е - 07х4 + 0.000х3 - 0.008х2 + 0.203х - 0.108 у = -3Е - 06х4 + 0.000х3 - 0.016х2 + 0.3х - 0.086 у = -6Е - 06х4 + 0.000х3 - 0.017х2 + 0.281х - 0.081 0.997 0.985 0.985

0.5 473 523 623 у = -4Е - 06х5 + 0.001х4 - 0.005х3 + 0.094х2 - 0.143х + 1.782 у = -7Е - 07х5 + 0.001х4 - 0.069х3 + 0.119х2 - 0.326х + 3.022 у = -9Е - 08х5 + 0.003х4 - 0.087х3 + 0.075х2 - 0.407х + 2.291 0.994 0.987 0.979

1.0 473 523 623 у = -2Е - 06х5 + 0.000х4 - 0.044х3 + 0.083х2 - 0.089х + 1.904 у = -7Е - 07х5 + 0.001х4 - 0.007х3 + 0.122х2 - 0.340х + 3.245 у = -4Е - 06х5 + 0.003х4 - 0.087х3 + 0.075х2 - 0.407х + 2.491 0.979 0.987 0.994

Ценную информацию о кинетике окисления сплавов можно получить, исследуя продукты их окисления, то есть оксидную плёнку, формирующуюся на поверхности образца при его нагреве.

Методом рентгенофазового анализа [181 на приборе ДР0Н-2.0 исследованы продукты окисления, образующиеся при окислении указанных сплавов. Штрихдифрактограммы продуктов окисления на примере сплава 2п55Л1, легированного 0.5 мас.% таллием показывает, что продукты окисления сплавов состоят из оксидов Л1203, 2п0, Т1203 (рисунок

4).

Рисунок 3. Изохроны окисления (523К) цинково-алюминиевого сплава Zn55Al, легированного таллием.

Рисунок 4. Штрихдифрактограммы продуктов окисления цинково-алюминиевого сплава Zn55Al, содержащего 0.5 мас.% таллий.

Таким образом, с ростом температуры и по мере увеличения содержания легирующей добавки отмечается увеличение скорости окисления сплавов, а процесс протекает с диффузионными затруднениями в оксидной плёнке.

ЛИТЕРАТУРА

1. Виткин А.И., Металлические покрытия листовой и полосовой стали. / А.И.Виткин, И.И.Тейндл -М.: Металлургия. 1971. - 493 с.

2. Obidov Z.R. Thermophysical Properties and Thermodynamic Functions of the Beryllium, Magnesium and Praseodymium Alloyed Zn-55Al Alloy. / Z.R. Obidov // High Temperature. 2017. Vol. 55. N1. P. 150-153. D01:10.1134/S0018151 X17010163.

3. Кечин В.А.. Цинковые сплавы. / В.А.Кечин, Е.Я Люблинский - М.: Металлургия. 1986. - 247 с.

4. 4. Одинаева Н.Б. Анодное поведение сплава Zn+0.5% Al, легированного индием, в среде электролита NaCl. / Н.Б. Одинаева, Ф.Р. Сафарова, И.Н. Ганиев, З.Р.Обидов // Вестник Таджикского технического университета. 2014. № 4 (28). С. 73-76.

5. Одинаева Н.Б., Высокотемпературное окисление сплава Zn+0.5% Al, легированного таллием, в твердом состоянии. / Н.Б.Одинаева, И.Н. Ганиев, З.Р.Обидов, Ф.Р. Сафарова // Политехнический вестник. Серия: Инженерные исследования. -Таджикский технический университет им. М.С. Осими. - 2018. - № 1 (41). - С. 113-119.

6. Сафарова Ф.Р. Кинетика окисления сплава Zn5Al, легированного галлием, в твёрдом состоянии. / Ф.Р. Сафарова, И.Н. Ганиев, Н.Б. Одинаева, З.Р. Обидов // Доклады АН Республики Таджикистан. 2018. Т. 61. № 7-8. С. 669-673.

7. Amini R.N. Galfan I and Galfan II Doped with Calcium, Corrosion Resistant Alloys. / R.N. Amini, M. Irani, I. Ganiev, Z. Obidov // Oriental Journal оf Chemistry. 2014. Vol. 30. N 3. P. 969-973. DOI: http://dx.doi.org/10.13005/ojc/300307.

8. Обидов З.Р. Анодное поведение и окисление сплавов Zn5Al и Zn55Al, легированных барием. / З.Р. Обидов // Известия СПбГТИ (ТУ). 2015. № 31(57). С. 51-54.

9. Amini R.N. Mohamad R.B. Potentiodynamical Research of Zn-Al-Mg Alloy System in the Neutral Ambience of NaCl Electrolyte and Influence of Mg on the Structure . / R.N. Amini, Z.R. Obidov, I.N.Ganiev // Journal of Surface Engineered Materials and Advanced Technology. 2012. N 2. P. 110-114. DOI: 10.4236/jsemat.2012. 22017.

10. Obidov Z.R. Effect of pH on the Anodic Behavior of Beryllium and Magnesium Doped Alloy Zn55Al. / Z.R. Obidov // Russian Journal of Applied Chemistry. 2015. Vol. 88. N 9. P. 1451-1457. DOI: 10.1134/S1070427215090116.

11. Amini R.N. Anodic Behavior of Zn-Al-Be Alloys in the NaCl Solution and the Influence of Be on Structure. / R.N. Amini, Z.R. Obidov, I.N. Ganiev, R. Mohamad // Journal of Surface Engineered Materials and Advanced Technology. 2012. N 2. P. 127131. DOI: 10.4236/jsemat.2012.22020.

12. Обидов З.Р. Влияние рН среды на анодное поведение сплава Zn5Al, легированного бериллием и магнием. / З.Р. Обидов // Известия СПбГТИ (ТУ). 2015. № 32 (58). С. 52-55.

13. Obidov Z.R. Influence of the pH of the Medium on the Anodic Behavior of Scandium - Doped Zn55Al Alloy . / Z.R. Obidov, A.V. Amonova, I.N. Ganiev // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2013. Vol. 54. N 3. P. 234-238. DOI: 10.3103/ S1067821213030115.

14. Гоулдстейн, Дж. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ / Дж. Гоулдстейн, Д. Ньюбери, П. Эчлин и др.; в 2 кн.- пер. с англ. - М.: Мир, 1984. - 303 с.

15. Obidov Z.R. Anodic Behavior and Oxidation of Strontium-Doped Zn5Al and Zn55Al Alloys./ Z.R. Obidov // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2012. Vol. 48. N 3. Р. 352-355. DOI: 10.1134/S2070205112030136.

16. Обидов З.Р. Физикохимия цинк-алюминиевых сплавов с редкоземельными металлами. / З.Р. Обидов, И.Н. Ганиев -Душанбе: ООО «Андалеб-Р». 2015. - 334 с.

17. Obidov Z.R. Effect of Scandium Doping on the Oxidation Resistance of Zn5Al and Zn55Al Alloys. / Z.R. Obidov, A.V. Amonova, I.N. Ganiev // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2013. Vol. 87. N 4. P. 702-703. DOI: 10.1134/S003602 4413040201.

18. Васильев Е.К. Качественный решгеноструктурный анализ. / Е.К. Васильев, М.С. Назмансов - Новосибирск: Наука. 1986. - 200 с.

ОКИСЛЕНИЕ ЦИНКОВО-АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Zn55Al, ЛЕГИРОВАННОГО ТАЛЛИЕМ

Приведены результаты исследования кинетики окисления цинково-алюминиевого сплава Zn55Al, легированного таллием, в твёрдом состоянии. Показано, что добавки легирующего компонента несколько увеличивают окисляемость цинково-алюминиевого сплава Zn55Al.

Ключевые слова: сплав Zn55Al, таллий, термогравиметрический метод, скорость окисления, энергия активации.

OXIDATION OF Zn55Al ZINC-ALUMINIUM ALLOY, DOPED WITH THALLIUM

In paper results of research kinetic the oxidation of Zn55Al zinc-aluminium alloy, doped with thallium, in a firm condition are resulted. Showed that additives of an alloying component slightly increase oxidability of Zn55Al zinc-aluminium alloy.

Key words: Zn55Al alloy, thallium, thermo gravimetrical method, speed of oxidation, energy of activation.

Сведения об авторе:

Сироджидинов Мунисджон Эркинджонович - соискатель Института химии им. В.И. Никитина Национальной академии наук Таджикистана. (+992) 934218210

About author:

Sirojidinov Munisjon Erkinjonovich - researcher at the Institute of chemistry named after V.I. Nikitin of the National academy of sciences of Tajikistan. Phone: (+992) 934218210

УДК 541.124

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ СОДЫ СО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕСТНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Раджабов Ш.Х.

Технического колледжа ТТУ имени академика М. Осими

Абуали Э.

Дангаринский государственной Университета

В процессе разложения хлорида натрия серной кислотой в качестве конечных продуктов образуются соляная кислота и сульфат натрия. Сульфат натрия предусматривается как исходным сырьём для получения соды а также как полупродуктом в технологии строительных материалов. Производство соляной кислоты и соды является перспективным направлением в развитии химической промышленности в нашем Республике.Г1, с.21 В исследуемом процессе получена соляная кислота с концентрацией 22,9-31,9%, которую можно использовать в химической, медицинской, нефтяной промышленности, а также в черной и цветной металлургии. Для известной технологии разложения хлорида натрия серной кислотой не решенными на данный момент проблемами являются высокая энергоемкость и коррозионная активность реакционной среды. Имея ввидув представленной статье исследован процесс разложения раствора хлорида натрия серной кислотой в условиях, обеспечивающих меньшую коррозионную активность серной и соляной кислот. Экономия энергетических затрат на разогрев реакционной среды получена за счет самопроизвольного выделения тепла привзаимодействия подаваемой серной кислоты в растворе хлорида натрия.Г2, с. 2251

Процесс сернокислотного разложения был исследован при различных концентрациях серной кислоты. Рассчитан выход основных продуктов (соляной кислоты, технической соды и сульфата натрия) в сравнении с теоретически возможным при различных условиях эксперимента. В ходе работы определено время, необходимое для прохождения процесса разложении в заданных условиях. Проведен химический анализ полученного вторичного продукта после кислотного разложения, сульфата натрия. Показано, что содержание сульфата натрия в данной остатке после реакции составило 85,3%. Основными примесями