SU1109362A1

SU1109362A1 - Cubic (na cl type) vanadium oxynitride

Info

Publication number: SU1109362A1
Application number: SU833583363A
Authority: SU
Inventors: Юрий Галиулович Зайнулин; Татьяна Витальевна Дьячкова; Александр Сергеевич Федюков; Станислав Иванович Алямовский
Original assignee: Институт химии Уральского научного центра АН СССР
Priority date: 1983-04-25
Filing date: 1983-04-25
Publication date: 1984-08-23

Abstract

КУБИЧЕСКИЙ (ТИПА NaClJ ОКСИНИТРИД ВАНАДИЯ общей формулы ,,, где Z 0,46-0,57; у 0,330 ,50, как материал дл градуировани шкап аппаратов высокого давлени . со со О5 tcCUBIC (TYPE NaClJ VANADIUM OXYNTHRIDE of the general formula, where Z is 0.46-0.57; y = 0.330, 50, as the material for graduation of high-pressure apparatus cabinets. Co with O5 tc

Description

Изобретение отнсгнтс к новым химическим соединени м, конкретно к кубическому (типа NaCl) оксинитриду ванад1 состава , где z 0,46-0,57; у 0,33-0,50, как материату дл градуировани шкал аппаратов высокого давлени , и может быт использовано в качестве внутреннего стандарта дл создани килобарной шкалы аппаратуры высокого давлени .The invention relates to new chemical compounds, specifically to cubic (like NaCl) oxynitride vanad1 composition, where z is 0.46-0.57; at 0.33-0.50, as a material for graduation of scales of high-pressure apparatus, and can be used as an internal standard for creating a kilobarn scale of high-pressure apparatus.

Известен материал дл градуировани шкал аппаратов высокого давлени состава NaCl, измен юшзий параметр кристаллической решетки под воздействием давлени . Он используетс в качестве внутреннего стйндарта дл определени давлени по величине изменени параметра кристаллической решетки 1 .A known material for calibrating the scales of high-pressure apparatuses of the composition of NaCl, changing the lattice parameter under pressure. It is used as an internal standard to determine the pressure by the magnitude of the change in the lattice parameter 1.

Однако процесс градуировани с использованием известного материала состава NaCl очень затруднен, во-первых, тем, что требует создани нестандартной установки, предусматривающей рентгенографирование образца непосредственно во врем воздействи давлени , так как после сн ти давлени параметр решетки хлорида натри (NaCl) возвращаетс в исходное состо ние, во-вторых, использованием камер высокого давлени специальной конструкции, способных выдерживать значительные напр жени и одновременно пропускать рентгеновское излучение (быть прозрачными дл рентгеновских лучей).However, the graduation process using a known NaCl material is very difficult, firstly, because it requires creating a non-standard installation that provides for radiography of the sample directly during exposure, because after removing the pressure, the sodium chloride lattice parameter returns to its original state secondly, the use of high-pressure chambers of a special design, capable of withstanding considerable stresses and simultaneously transmitting x-rays transparently for X-rays).

Известен также способ получени оксикарбида, оксинитрида и оксикарбонитрида ванади путем взаимодействи при 800-1250°С твердого ванадийсодержащего соединени с газом-, содержащим водород, азот, аммиак /2J,There is also known a method for producing oxycarbide, oxynitride and vanadium oxycarbonitride by reacting at 800-1250 ° C a solid vanadium-containing compound with a gas containing hydrogen, nitrogen, ammonia / 2J,

Конкретные сведени о получении океинитрида ванади и возможности его использовани в качестве материала дл градуировани шкал аппаратов высокого давлени отсутствуют.Specific information about obtaining vanadium oceanitride and the possibility of its use as a material for the calibration of high-pressure apparatus scales.

Известен таюкё кубический нитрид ванади состава ,VN ,Гз J.Known tayukyo cubic nitride of vanadium composition, VN, Gz J.

Однако эффект вли ни давлени и температур на параметр решетки этого соединени неизвестен.However, the effect of pressure and temperature on the lattice parameter of this compound is unknown.

Кубический (типа NaCl) оксинитри ванади состава N204, где z - 0,46-0,57; у О,33-0,50 в литературе не описан.Cubic (like NaCl) oxynitri vanadium of composition N204, where z is 0.46-0.57; O, 33–0.50 is not described in the literature.

Цель изобретени - новый класс соединений кубического (типа NaCl)The purpose of the invention is a new class of cubic compounds (such as NaCl).

оксинитрида ванади состава ТО,,. где г 0,46-0,57; у 0,33-0,50, который обладает свойствами, позволющими использовать это соединение в качестве материала дл градуировани шкап аппаратов высокого давлени .vanadium oxynitride composition TO. where g 0,46-0,57; 0.33-0.50, which has properties that allow using this compound as a material for graduating high-pressure apparatus cabinets.

Поставленна цель достигаетс ситезом кубического (типа NaCl) оксинитрида ванади общей формулы VN О где Z 0,46-0,57; у 0,33-0,50, который примен етс в качестве материала дл гра,п;уировани шкал аппаратов высокого давлени .This goal is achieved by a cubic (NaCl type) vanadium nitrite nitride of the general formula VN O where Z is 0.46-0.57; 0.33-0.50, which is used as a material for g, n, and high pressure apparatus scales.

На чертеже дана зависимость параметра решетки от .давлени .The drawing shows the dependence of the lattice parameter on the pressure.

Получение соединени провод т по известной методике твердофазного синтеза.The preparation of the compound is carried out according to the known method of solid phase synthesis.

Рассчитанные количества исходных нитрида ванади W Q 98 оксида ванади V,jO;j и порошка металлического ванади тщательно перемешивают, брикетиругЬт и спекают в атмосфере инертного газа (Рце рт.ст) при 1300С в течение 40-50 ч с перебрикетировкой через 5-8 ч спекани . Составполученного материала контролируют с помощью химического рентгеновского анализов.The calculated amounts of the original vanadium nitride WQ 98 vanadium oxide V, jO; j and metal vanadium powder are thoroughly mixed, briquetted and sintered in an atmosphere of inert gas (PcHg) at 1300 ° C for 40-50 hours with briquetting after 5-8 hours of sintering . The composition of the obtained material is controlled using chemical x-ray analyzes.

В результате химического взаимодействи образуетс новое химическое соединение таjO,, которое используетс как материал дл градуировани шкал аппаратов ВЕЛСОКОГО давлени .As a result of chemical interaction, a new chemical compound, TaO, is formed, which is used as a material for calibrating the scales of the VELSO pressure apparatus.

Полученный оксинитрид ванади слегка запрессовывают в пирофилЛитовый контейнер с графитовым нагревателем , внутренние стенки которого (дл предотвращени загр знени обрца углеродом) экранированы слоем фоги из инертного металла .{например Pt). Контейнер с образцом помещают в блок-матрицу типа тороид и подвергают воздействию,высокого давлени и температуры на прессе ДО-137А в течение 1-2 мин, контролиру при этом температуру опыта при помощи термопары, причем сначала отключают нагрев, а затем снижают давление.The resulting vanadium oxynitride is lightly pressed into a pyro phyllite cassette with a graphite heater, the inner walls of which (to prevent contamination of the bead with carbon) are shielded with an inert metal foam layer (for example, Pt). The container with the sample is placed in a toroid-type block matrix and exposed to high pressure and temperature on the DO-137A press for 1-2 minutes, while controlling the temperature of the experiment using a thermocouple, and first turn off the heat and then reduce the pressure.

Под действием высоких давлений и температур параметр решетки оксинит ,рида ванади увеличиваетс . Это состо ние (с увеличенным параметром) закаг1 етс з и период решетки может быть измерен при комнатной температуре на любом рентгеновском дифрактометре. Зна величину парамет ра решетки исходного и обжатого окси датрида ванади , а также прилагаемое Р, стро т зависимости параметра от давлени при заданных температурах, приведенные на чертеже. Указанные за висимости можно использовать как градуировочные кривые дл определени давлени по изменению параметра решетки оксинитрида ванади при определенных температурах. Таким образом, использование полу ченного оксинитрида ванади дл градуировани шкал аппаратов высокого давлени становитс возможным благодар эффекту изменени параметра решетки соединени под действием давлени 5 который со временем не исчезает, Пример 1. Смешивают и брике тируют 5,85 г нитрида ванади VNjjgg 2,25 г полутораокиси , и 1,4 г металлического порошкового ванади . Брикет спекают в атмосфере инертного газа ( мм рт.ст) при в течение 30 ч с перебрике-. тировкой через 8 ч спекани . Получают оксинитрид ванади соста ва VN 0,57 О о.ъъ с периодом решетки а 4,1100 А. Мелкоизмельченный порошок оксинитрида ванади слегка запрессовывают в пирофиллитовый контейнер с графитовым нагревателем, внутренние стенки которого экранированы слоем фольги из платины. Контейнер с образцом помещают в блокматрицу типа тороид и подвергают воздействию высокого давлени и температуры (1600°С) на прессе ДО-137А в течение 1 мин, контролиру температуру с помощью термопары. За тем отключают нагрев, после чего сни жают давление. Обжатый образец растирают.и исследуют рентгенографически на апп рате ДРОН-2 (Cu-Kj -излучение). Параметр решетки оксинитрида ванади увеличиваетс и равен 4,1262 А. Из предварительно построенной зависимости (p) дл VN ,43 при веденной на чертеже (крива 2) нахо д т, что значение параметра решетки а 4,1262 1 при f 1600°С соответ ствует давлению 90 кбар, т.е. искомое Р 90 кбар. При 1300°С повтор ют описанные операции. Наход т, что период решет ки исходного W. измен етс и равен 4,1155 А, Из графика, при1 2 веденного на чертеже (крива 1) наход т, что прн Т значение параметра решетки а А соответствует давлению 60 кбар. При Т .1800°С наход т, что период решетки исходного VNj. ( измен етс и равен 4,1282 А. Из графика на чертеже (крива 3) наход т, что при Т значение параметра решетки а 4,1282 А соответствует давлению 80 кбар. Таким образом, зна зависимость (P) дл VNpy, О 03, при разных температурах и измер параметр ре- щетки исходного и обжатого образца оксинитрида ванади , наход т прилагаемое давление, в данном случае при Т 1600 С, Р 90 кбар, при Т 1300°С Р 60 кбар, при Т 1800°С Р 80 кбар. Пример 2. Берут 4,95 г нитрида ванади , 3,75 г полутораокиси и 1,2 г металлического порошкового ванади . Аналогично примеру 1 получают оксинитрид ванади состава Ofojo с параметром решетки а 4,1160 А. Полученный оксинитрид ванади подвергают воздействию высокого давлени и температуры на прессе ДО-137 А в -течение 1 мин. Затем препарат подвергают рентгенографическому ш ализу на аппа рате ДРОН-2. Параметр решетки оксинитрида ванади измен етс и становитс равным 4,1351 А. Из зависимости (Р) дл VN 0 О , приведенной на чертеже (.крива 4), наход т , что значение параметра решетки а 4,1351 X при Т 1600°С соответствует давлению 90 кбар, т.е. искомое давление составл ет 90 кбар. Таким образом, предлагаемый оксинитрид ванади может быть использован дл градуировани аппаратов высокого давлени в пределах 0-90 кбар, причем значительное упрощение процесса градуировани здесь достигаетс , во-первых, простотой подготовки объекта дл градуировани , во-вторых, за счет того, что эффект давлени закал етс и сохран етс сколь угодно долго, что позвол ет использовать обычную рентгеновскую аппаратуру дл контрол за параметром решетки, и, в-третьих получением монотонных зависимостей параметра решетки оксинитрида ванади . от давлени во всем интерваледавлени (0-90 кбар и температур Al300-1800 CJ.Under the action of high pressures and temperatures, the lattice parameter oxynite, vanadium reed increases. This state (with an increased parameter) is recorded and the lattice period can be measured at room temperature on any X-ray diffractometer. Knowing the value of the lattice parameter of the initial and compressed hydroxide dadride vanadium, as well as the attached P, the dependences of the parameter on pressure at given temperatures are shown in the drawing. These dependences can be used as calibration curves to determine the pressure from the change in the lattice parameter of vanadium oxynitride at certain temperatures. Thus, using the obtained vanadium oxynitride to calibrate the scales of high-pressure apparatus is possible due to the effect of changing the lattice parameter of the compound under the action of pressure 5 which does not disappear with time, Example 1. 5.85 g of vanadium nitrate VNjjgg 2.25 g are mixed and bricked one-and-a-half oxide, and 1.4 g of metallic vanadium powder. The briquette is sintered in an atmosphere of inert gas (mm Hg) for 30 hours with recasting -. tiking after 8 h sintering. A vanadium oxynitride of a VN 0.57 O composition with a lattice period of 4.1100 A is obtained. The finely divided vanadium oxynitride powder is slightly pressed into a pyrophyllite container with a graphite heater, the inner walls of which are shielded with a layer of platinum foil. The container with the sample is placed in a toroid-type block matrix and subjected to high pressure and temperature (1600 ° C) on a DO-137A press for 1 min, controlling the temperature using a thermocouple. Then the heating is turned off, and then the pressure is reduced. The compressed sample is triturated and examined by X-ray diffraction at the DRON-2 apparatus (Cu-Kj radiation). The lattice parameter of vanadium oxynitride increases and is 4.1262 A. From the previously constructed dependence (p) for VN, 43 given in the drawing (curve 2), it is found that the value of the lattice parameter a 4.1262 1 at f 1600 ° С corresponds pressure is 90 kbar, i.e. sought P 90 kbar. At 1300 ° C, the described operations are repeated. It is found that the grating period of the original W. varies and is equal to 4.1155 A. From the graph, when 1 2 entered in the drawing (curve 1), it is found that prn T the value of the lattice parameter a And corresponds to a pressure of 60 kbar. At T = 1800 ° C, the lattice period of the initial VNj is found. (changes and is equal to 4.1282 A. From the graph in the drawing (curve 3) it is found that at T the value of the lattice parameter a 4.1282 A corresponds to a pressure of 80 kbar. Thus, dependence (P) is for VNpy, O 03 , at different temperatures and measuring the parameter of the brush of the initial and compressed sample of vanadium oxynitride, the applied pressure is found, in this case at T 1600 C, P 90 kbar, at T 1300 ° С P 60 kbar, at T 1800 ° С P 80 kbar. Example 2. 4.75 g of vanadium nitride, 3.75 g of sesquine oxide and 1.2 g of metallic vanadium powder are taken. Analogously to Example 1, oxynitride is obtained Ofojo composition with the lattice parameter a 4,1160 A. The resulting vanadium oxynitride is subjected to high pressure and temperature on the DO-137 A press for 1 minute. Then, the preparation is subjected to X-ray diffraction on the DRON-2 apparatus. Vanadium oxynitride lattice parameter changes and becomes equal to 4.1351 A. From the relation (P) for VN 0 O shown in drawing (Fig. 4), it is found that the value of the lattice parameter a 4.1351 X at T 1600 ° C corresponds to a pressure of 90 kbar i.e. The desired pressure is 90 kbar. Thus, the proposed vanadium oxynitride can be used for graduation of high-pressure apparatuses within 0-90 kbar, and a significant simplification of the graduation process is achieved here, firstly, by the simplicity of preparing the object for graduation, secondly, due to the fact that the pressure effect quenched and maintained for an arbitrarily long time, which makes it possible to use conventional X-ray equipment to monitor the lattice parameter, and, thirdly, to obtain monotonic dependencies of the lattice parameter of oxadium nitride vanad and from pressure throughout the range of pressure (0-90 kbar and temperatures Al300-1800 CJ.

В качестве базового объекта вз т материал дл градуировани аппаратов высокого давлени на основе висмута , который обладает эффектом фазового перехода под .воздействием давлени , что позвол ет по измерению- электросопротивлени в точке фазового перехода градуировать шкалу эксплуатируемого прибора, использу известную шкалу-высоких давлений f4.As a base object, a material for graduation of high-pressure apparatus based on bismuth is taken, which has the effect of a phase transition under pressure, which makes it possible to measure the electrical resistance at the phase transition point to graduate the scale of the device being operated using the known high-pressure scale f4.

К недостаткам материала на основе висмута относитс возможностьThe disadvantages of bismuth-based material are the possibility

определени Только двух точек градуйровочнон шкалы (25,5 и 77,4 кбар трудоемкость подготовки образца дл градуировани (изготавливаетс тонка проволока из Bf/ диаметром 0,8 мм, котора затем вставл етс в отверстие, просверленное в центре таблетки из , после чего помещаетс в профиллитовый контейнер так, чтобы концы проволоки касались каждой из наковален, осуществл электрический контакт, причем д-п jiv sJero контакта на концы проволоки наноситс сплав ВуДа) и св занна с этим длительность процессе.Only two points of a graduation scale (25.5 and 77.4 kbar are the laboriousness of preparing a sample for graduation (a thin wire is made of Bf / 0.8 mm in diameter, which is then inserted into the hole drilled in the center of the tablet from, then placed in profillite container so that the ends of the wire touched each of the anvils, made electrical contact, the drip jiv sJero contact on the ends of the wire is applied alloy Vuda) and the associated duration of the process.

Claims

CUBIC (TYPE NaCl) VANADIUM OXYNITRIDE of the general formula VN _z Oy, where z = 0.46-0.57; y = 0.330.50, as a material for graduating the cabinet of high-pressure apparatuses.

high long ago for graduiroI high pressure modifying pa1