Development of an applied variant of the kolmogorov–johnson–mehl theory of crystallization for processing thermal analysis data. Temperatures and enthalpies of melting germanium isotopes

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

An applied kinetic model has been developed for processing DSC peaks of transitions between states, determining the temperature–time dependence of the degree of transition and combining the fundamental theory of Kolmogorov–Johnson–Mehl crystallization, simplified for practice, with the semi-empirical Erofeev model. In the development of this applied model, the concept of a “thermodynamic factor” is introduced, which allows a transition in the kinetics of phase transformations of condensed matter. The application of the new approach is demonstrated by the example of studying the dependences of temperature and enthalpy of fusion on the average atomic mass of stable germanium isotopes, data on which, as new chemical individuals, are of a fundamental nature and can serve as reference information.

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Kutin

G. G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 603951 Nizhny Novgorod

A. Plekhovich

G. G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 603951 Nizhny Novgorod

V. Gavva

G. G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru

Corresponding Member of the RAS

俄罗斯联邦, 603951 Nizhny Novgorod

A. Bulanov

G. G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 603951 Nizhny Novgorod

参考

  1. Gabbott P.L. Principles and Applications of Thermal Analysis. 1st edn. Blackwell Publishing Ltd., 2008. P. 484. https://doi.org/10.1002/9780470697702
  2. Jackson K.A. Kinetic processes crystal growth, diffusion, and phase transitions in materials. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2004. p. 426.
  3. Хеммингер В., Хене Г. Калориметрия. Теория и практика. Пер. с англ. М.: Химия, 1990. с. 176.
  4. Borchard H.J., Daniels F. // J. Am. Chem. Soc. 1957. V. 79. P. 41–46 https://doi.org/10.1021/ja01558a009
  5. Колмогоров А.Н. // Изв. АН СССР. Сер. матем. Т. 1937. № 3. С. 355—359.
  6. Johnson W.A., Mehl R.F. // Trans. AIME. 1939. V. 135. P. 416–442.
  7. Беленький В.З. Геометрико-вероятностные модели кристаллизации. М.: Наука, 1980. с. 88.
  8. Sestaik J., Berggren G. // Thermochim. Acta. 1971. V. 3. Р. 1–12. https://doi.org/10.1016/0040-6031(71)85051-7
  9. Янг Д. Кинетика разложения твердых веществ. Пер. с англ. М.: Мир, 1969. с. 263.
  10. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика, М.: Физматлит, 2001. Т. 10. с. 536.
  11. Kut’in A.M., Plekhovich A.D., Balueva K.V., Sukhanov M.V., Evdokimov I.I. // J. Non-Cryst. Solids. 2022. V. 582. 121440. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121440
  12. Кутьин А.М., Плехович А.Д., Суханов М.В., Балуева К.В. // Неорг. матер. 2019. Т. 55. № 10. С. 1101–1107. https://doi.org/10.1134/S0020168519080053
  13. Кутьин А.М., Плехович А.Д., Дорофеев В.В. // Неорг. матер. 2016. Т. 52. № 6. С. 656–663. https://doi.org/10.7868/S0002337X16060063
  14. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987. с. 502.
  15. Кубо Р. Термодинамика. Пер. с англ. М: Мир, 1970. С. 264.
  16. Berglund M., Wieser M.E. // Pure Appl. Chem. 2011. V. 83. № 2. P. 397–410. http://dx.doi.org/10.1351/PAC-REP-10-06-02
  17. Churbanov M.F., Gavva V.A., Bulanov A.D., Abrosimov N.V., Kozyrev E.A., Andryushchenko I.A., Lipskii V.A., Adamchik S.A., Troshin O.Yu., Lashkov A.Yu., Gusev A.V. // Cryst. Res. Technol. 2017. V. 52. № 4. P. 1700026. https://doi.org/10.1002/crat.201700026
  18. Gavva V.A., Bulanov A.D., Kut’in A.M., Plekhovich A.D., Churbanov M.F. // Phys. B Cond. Matter. 2018. V. 537. P. 12–14. https://doi.org/10.1016/j.physb.2018.01.056

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Melting peaks of germanium isotopes. The symbols denote the experimental DSC values: ⁷⁶Ge – line, ⁷⁴Ge – square, ⁷²Ge – cross, ⁷⁰Ge – triangle (a); ⁷³Ge – rhombus, ⁿᵃᵗGe – circle (b); solid lines (color corresponding to the symbols) are the result of processing the experimental DSC values ​​according to equations (2), (13), (15), (16), (16ʹ) by the least squares method with the parameters found from Table 1; α are dashed lines.

下载 (258KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Dependence of the melting point of ⁿᵃᵗGe and its isotopes on the atomic mass M (circles with the corresponding trend line and its equation). The measurement data from [18] are indicated by crosses. The error intervals of the experimental temperature measurement, established by the shift of the peaks during triple thermal cycling (0.14 K), are plotted against the values ​​calculated using the FP model Tₜᵣ.

下载 (30KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Enthalpies (ΔₜᵣH) and dimensionless entropies of melting ΔₜᵣS = ΔₜᵣH/RTₜᵣ, calculated using the FP model depending on the atomic mass of M ⁿᵃᵗGe and its isotopes.

下载 (21KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».