Термодинамика и свойства твердых растворов системы Fe3O4—Mn3O4—Co3O4

Abstract

Впервые установлена закономерность — отношение энтальпии образования ΔHº298 шпинельных соединений и твердых растворов из элементов к сумме ΔHº298 исходных оксидов с учетом стехиометрических коэффициентов в пределах системы Fe—Mn—Co—O постоянно и равно 1.0266 ± 0.008, которая позволяет прогнозировать ионный состав и ΔHº298 оксидов. В частности, для нестабильного оксида Со2О3 найденное значение ΔHº298 составляет –609.1 кДж/моль. С помощью предложенного метода проведен физико-химический анализ твердых растворов системы Fe3O4—Co3O4—Mn3O4 и впервые описаны зависимости параметра решетки, магнитного момента и точка Кюри от состава в пределах всей концентрационной области, которые согласуются с экспериментом.

Вперше встановлено закономірність — відношення ентальпії утворення шпінельних сполук і твердих розчинів із елементів до суми ентальпій утворення початкових оксидів з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів в межах системи Fe—Mn—Co—O постійне і дорівнює 1.0266 ± 0.008, яка дозволяє прогнозувати йонний склад шпінелей та ентальпії утворення ΔHº298 оксидів. Зокрема, для нестабільного оксиду Со2О3 знайдене значення ΔHº298 становить –609.1 кДж/моль. За допомогою запропонованого методу проведено фізико-хімічний аналіз твердих розчинів системи Fe3O4—Co3O4—Mn3O4 і вперше описано залежності параметра гратки, магнітного моменту і точки Кюрі від складу в межах всієї концентраційної області, що узгоджується з експериментом.

Solid solutions with spinel structure in the Fe3O4—Mn3O4—Co3O4 system were synthezed in the air. If Co3O4 exceeds 50 % mol. solutions split into 2 spinel phases. Parameters of elementary gate, magnetic moment and Kuri point were studied. It was found that relation enthalpy in forming spinel compounds and solid solutions to the total sum of enthalpy compound of initial oxides taking into account stechiometrical coefficients witching Fe—Mn—Co—0 system is constant and equals 1.0266 ± 0.008. This regularity makes it possible to calculate compounded enthalpy from ΔHº298 elements for spinel and other oxides and rorcast ion composition or chemical compounds and solid solutions. So we found the equation ΔHº298 = –609.1 kDj/mol for the unstable oxide Co2O3. We determined Gibbs’s energy reactions for oxide (ion) transformations that promoted setting nomenclature for chemical compounds and divide all set of spinel solutions having complex properties concentration dependence into zones with additive dependence where solution components determining their properties are chemical compounds positioned in the corners.