Экспериментальное исследование медленного разложения, инициированного действием слабого постоянного магнитного поля, в кристаллах азида серебра, выращенных в однородном и неоднородном магнитных полях. Свойства азида серебра, их кристаллическая структура.
Аннотация к работе
Азиды тяжелых металлов (АТМ) относятся к энергетическим материалам, которые, как было показано ранее, разлагаются в условиях даже слабых внешних воздействий (например, бесконтактного электрического поля) [1,2,5,21]. Кроме того, был разработан способ получения кристаллов азида серебра, являющихся стабильными к действию контактного электрического поля и частично к действию излучения [30]. Несмотря на то, что кристаллы, выращенные в магнитном поле, являются стабильными к энергетически сильным воздействиям, в тоже время, экспериментально показано, что они подвергаются интенсивному старению в магнитном поле Земли, если определенным образом ориентированы относительно линий магнитной индукции.Азид серебра - белое кристаллическое вещество, обладающее светочувствительностью и способное разлагаться от удара и трения, претерпевать как взрывное [1], так и медленное разложение под действием внешних факторов [2]. Стандартный потенциал полуэлемента AGN3/N3 - при 210С составляет 0,384 В: растворимость азида серебра в воде была определена электрохимическим путем 8,4?10-3 г/л при 180С [4], теплоемкость при Т = 2500С составляет Ср = 0,117 ккал/ (кг?град) [4]. Азид серебра практически не растворяется в воде и в органических растворителях, однако, хорошо растворим в водном растворе тиосульфата натрия и смеси азотной кислоты с перекисью водорода [5]. Водный аммиак (28-30%) или безводный фтористый водород растворяют его как комплекс: при выпаривании растворов азид вновь остается неизменным. При растворении азида серебра в аммиаке из раствора легко выпадают бесцветные кристаллы длиной около 10 мм [6].Кристаллические многогранники AGN3 идеальной формы имеют кристаллическую структуру, относящуюся к кристаллической группе Ibam () и описываемую точечной группой симметрии ромбически-дипирамидального класса mmm. Азид серебра а-фазы имеет объемно-центрированную кристаллическую решетку с орторомбической элементарной ячейкой с координационным числом 4. Учитывая присущие кристаллической структуре азида серебра - элементы пространственной симметрии ожидается присутствие в огранке кристалла азида серебра наиболее развитых граней (001), (110), (111), (100), (010). азид серебро магнитное полеФизико-химические свойства твердого тела определяются энергетической зонной структурой, прежде всего, шириной запрещенной зоны. Была определена оптическая ширина запрещенной зоны азида серебра, при использовании измерений фототока и поглощения света при различных длинах волн.Известно, что краевая дислокация в AGN3 имеет отрицательный заряд, которая за счет электростатического взаимодействия притягивает положительно заряженные примесные и собственные точечные дефекты, в результате чего в приповерхностной области кристалла образуется вакансионный кластер [21,29] (рис.1.4). Методом ямок травления в работе [21,23] было установлено, что такие вакансионные кластеры являются реакционными областями (РО), которые образованны краевыми дислокациями и расположены в приповерхностной области кристаллов на глубине не более 5 мкм. Вакансионные кластеры совпадают с местами выхода дислокации на поверхность кристаллов, при этом активная зона образца обычно содержит 4-5 биографически не одинаковых РО [31]. Состояние кристалла с распределенными в объеме дислокациями или другими дефектами, в которых сосредоточена избыточная энергия, термодинамически более выгодно, чем состояние с равномерным распределением упругих напряжений по всем межатомным связям [24]. Это могут быть дефекты, локализующиеся в пределах микроструктуры (смещенные из положения равновесия атомы, напряженные и деформированные связи, точечные дефекты и т.д.) или дислокации и макроскопические дефекты типа границ раздела между элементами структуры и др.Кристаллы азида серебра получали при быстром смешивании 0,2 N раствора дважды перекристаллизированного азида натрия и нитрата серебра марки "ЧДА" обменной реакцией. Выпавший осадок несколько раз промывался бидистиллированной водой, отфильтровывался на воронке Бюхнера, еще раз промывался на фильтре, затем для очистки от примесей, растворялся в 5 %-ном водном растворе аммиака и снова отфильтровывался. Раствор после фильтрования через бумажный и стеклянный фильтры разливали по бюксам, и закрывали полиэтиленовой пленкой с отверстиями [17]. Бюксы помещали в деревянный ящик между двумя постоянными магнитами, с помощью которых получали однородное и неоднородное магнитные поля. Для проведения экспериментальных исследований готовили образцы азидов серебра в планарном варианте геометрии: на предварительно обезжиренную этиловым спиртом слюдяную подложку кристаллы наклеивали за оба или за один конец клеем БФ-6 (Рис.2.1.).Приготовленные образцы азида серебра по методике, описанной в п.2.1., помещали в специальной заземленной ячейке, изготовленной из латуни, таким образом, чтобы вектор напряженности магнитного поля совпадал с нормалью к плоскости (110) (Рис.2.4 (б)). между полюсами электромагнита или постоянного магнита. Электромагнит марки ЭМ-1 (Рис.2.4 (а)), позволяет с
План
Содержание
Введение
1. Литературный обзор
1.1 Свойства азида серебра
1.1.1 Физико-химические свойства азида серебра
1.1.2 Кристаллическая структура азида серебра
1.1.3 Зонная структура азидов серебра
1.2 Дефектная структура
2. Методика эксперимента
2.1 Синтез и выращивание кристаллов азидов серебра
2.2 Методика проведения эксперимента
2.3 Микроволюмометрический метод Хилла
2.4 Статистическая обработка
3. Результаты и обсуждения
4. Основные результаты и выводы
5. Список литературы
Введение
Азиды тяжелых металлов (АТМ) относятся к энергетическим материалам, которые, как было показано ранее, разлагаются в условиях даже слабых внешних воздействий (например, бесконтактного электрического поля) [1,2,5,21]. Кроме того, был разработан способ получения кристаллов азида серебра, являющихся стабильными к действию контактного электрического поля и частично к действию излучения [30]. Такие кристаллы получают при выращивании в магнитном поле. Но как выяснилось, данное полезное свойство сохраняется в течении ограниченного времени (порядка 6 месяцев). Несмотря на то, что кристаллы, выращенные в магнитном поле, являются стабильными к энергетически сильным воздействиям, в тоже время, экспериментально показано, что они подвергаются интенсивному старению в магнитном поле Земли, если определенным образом ориентированы относительно линий магнитной индукции. В связи с этим, являются актуальными исследования процесса разложения кристаллов азида серебра, выращенных различными способами, в слабом магнитном поле. Практическая значимость подобных исследований очевидна, поскольку полученные результаты моделируют реальные условия хранения и эксплуатации высокочувствительных материалов, являющихся модельными объектами химии твердого тела
Цель работы: экспериментальное исследование медленного разложения, инициированного действием слабого постоянного магнитного поля (Н=0,5-3000 Э), в кристаллах азида серебра, выращенных в однородном и неоднородном магнитных полях в зависимости от: а) времени воздействия инициирующего поля;