Способ регистрации фазовых превращений

ОП ИСАНИ ЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 935753 Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликло делан нэобретеним н отхрытхк(72) Авторы изобретения Ордена Ленина институт химической физики АН СССР(5 Й) СПОСОб РЕГИСТРАЦИИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЦЕНИЙ Изобретение относится к исследованию материалов с помощью тепловых средств.Известен способ регистрации фазовых превращений, когда поглощаемое или выделяемое в процессе фазовых превращений тепло регистрируют с помощью сканирующих калориметров,Рабочие навески вещества в зависимости от типа калориметра варьируют от нескольких десятков миллиграмм до несколькихто грамм 1 1.. Недостатком данного способа является его инерционность, связанная с15 большой массой рабочей навески.Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации фазовых, превращений вещества путем измерения относительной интенсивности свечения добавки, вводимой в это вещество. Вданном способе используют предварительно облученную ионизирующим излучением добавку 1 2 . Недостаток способа - узкая применимость и значительная инерционность.Это связано с тем, что по мере нагревания предварительно облученной добавки происходит высвобождение захваченных зарядов из все более глубоких ловушек с последующей рекомбинацией зарядов, сопровождаемой свечением, При повторном охлаждении такойнагретой добавки она перестает выполнять свои функции индикатора. Крометого, в качестве материала для добавки используют стекло, что приводит к ухудшению условий теплопроводимости на границе гетерогенной системы стекло - исследуемое вещество,а следовательно, и к повышению инерционности.Цель изобретения - расширениеприменимости способа и уменьшениеего инерционности,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу регистрации фазовых превращений вещества путем из 3 93575мерения относительной интенсивностисвечения добавки, вводимой в это вещество, в качестве добавки используют хемилюминесцентную добавку,На Фиг. 1 представлена зависимость Зинтенсивности свечения люминола вводном растворе МаОН в присутствииконов.ЕО.М) орн разогреве указаннойсистемы со скоростью 1 О град/мин; наФиг. 2 - то же, при охлаждении со 1 Оскоростью 3 оград/мин.Ч р и м Ч. р 1, В 10 М водный раствор ЯаОН при 25 С вводят 1 О И хе"молюминесцентной добавки - 5-амИно- ц-2,3-дигидро,4-фталазиндиона (люминол), 310 И соли КГе(СЩ, отбитрают аликвоту в количестве 5 мг и быстро охлаждают до температуры жидкого азота 77 К путем погружения внего образца. Охлажденный образецпомещают в люминограф и нагревают соскоростью 1 О град/мин, Регистрациюсвечения люминола в процессе .нагрева образца провоДят на фотометрической установке, чувствительность ко"торой в синей области аспекта (фотоумножитель типа ФЗУ) при соотношении шум-сигнал, равном единице,составляет 10 Фотонов/с, С помощьюфотометрической установки проводятавтоматическую запись изменения относительной интенсивности свечения хемолюминесцентной добавки как функциитемпературы в режиме непрерывногоразогрева системы. Кривая зависимости относительной интенсивности свечения от температуры, представленана фиг. 1. В процессе разогрева бы-стро охлажденного до 77 К 10 И ХаОБпри температурах 215 и 238 К наблюдаются всплески интенсивности свечения люминола, связанные с резким разогревом образца при этих температурах за счет перехода метастабильныхфаз. в стабильные при указанных температурах, Аналогичные экзотермические пики наблюдаются на калориметрических кривых, полученных приразогреве техже образцов (навеска200 мг) .еВ ходе дальнейшего разогрева сястемы при температурах выше250 К в широком температурном интервале наблюдается плавление образца,сопровождаемое уменьшением интенсивности свечения люминола при 260 и275 К. Минимумы на кривых измененияинтенсивности свечения от температу-.ры практически полностью совпадают с температурами эндотермических пиковна калориметрических кривых.П р и м е р 2, Готовят образец при25 О С по примеру 1, отбирают аликвотув 15 мг, помещают в люминограф и охлаждают со скоростью 3 град/мин. Изменение интенсивности люминесценциипроводят по примеру 1. Кривая зависимости относительной интенсивностилюминесценции хемолюминесцентной добавки представлена как функция температуры на фиг. 2. Из фиг, 2 видно,что с понижением температуры интенсивность свечения падает, однакопри ниже 230 К она резко ( в 25 раз)возрастает, достигает максимума при223 и 217 К, после чего падает почтидо нуля при 210 К. Кривыеохлаждения позволяют установить важнейшиехарактеристики кинетики фазовых превращений веществ при их охлаждении и,в частности, при закалке высокотемпературных Фаз. Так, из представленнойкривой. на Фиг. 2 видно, что кристаллизация водного раствора ИаОН (навеска 15 мг, скорость охлаждения3 град/мин) проходитв два этапа и требует переохлаждения,г на 30 К,При использовании предлагаемого способа отпадает необходимость предварительного облучения добавки и ее хранения в жидком азоте, существенно упрощается способ введения добавки в систему, так .как она может вводиться при комнатной температуре в соответствующий раствор; резко (в сотни раз) умеиьшается количество вводимой добавки, что приводит к уменьшению инерционности системы, повышению ее гомогенности и росту чувствительности, Предлагаемый способ позволяет проводить многократное охлаждение и нагревание системы вблизи точек фазовых превращений системы, в то время как известный способ позволяет регистрировать фазовые превращения только в режиме постоянного разогрева. Кроме того, обычно навески при калориметрическом методе исследования фазовых превращенийсоставляют от нескольких десятков донескольких сотен миллиграмм в зависимости от типа калориметра. Предлагаемый способ позволяет получать инФормацию о фазовых превращениях всистеме с использованием навесок всего в несколько миллиграмм.935753 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСпособ регистрации фазовых превращений вещества путем измерения относительной интенсивности свечения добавки, вводимой в это вещество,. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения применимости способа и уменьшения его инерционности, в качестве добавки используют хеми" люминесцентную добавку. 1. Мея 1 еу И. Ыепй 1 апйй ТЬеппа 1з МесЬскЬ оЕ Апа 1 уядз. ЮоЬп Мд 1 еу апйБопеш. МЯ.1 лпйоп, Яудпеу, ТогопСо,1971, р. 1-468. 2. Авторское свидетельство СССР1 ф по заявке И 2749783/18-25, кл. 6 81 Х 25/02, 1979(прототип)./ филиал ППП "Патент", г. Ужго)юд, ул. Проектная,196/2 ВНИИПИ Го по дел 13035, Москв