Влияние высокого гидростатического давления на процесс дегидратации ксерогеля системы ZrO₂–3 mol% Y₂O₃

Abstract

Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) исследован процесс дегидратации ксерогелей системы ZrO₂–3 mol% Y₂O₃, модифицированных в условиях высокого гидростатического давления (ВГД). Показано, что оцененные энергии активации процесса дегидратации немонотонным образом изменяются в зависимости от величины приложенного давления с экстремумом при 600 MPa. Обнаружено, что зависимость энергии активации процесса дегидратации от степени связности водной компоненты с поверхностью наночастиц ксерогеля является монотонной. На основе анализа оцененных плотностей воды, реализуемых в термодинамических условиях эксперимента, и P–T-диаграммы состояния воды выявлено, что вероятность реорганизации в структуре гидратной оболочки ксерогеля связана с фазовыми переходами воды.

Методом диференцiйної сканувальної калориметрiї (ДСК) досліджено процес дегідратації ксерогелей системи ZrO₂–3 mol% Y₂O₃, модифікованих в умовах високого гідростатичного тиску (ВГТ). Показано, що оцінені енергії активації процесу дегідратації немонотонним чином змінюються залежно від величини прикладеного тиску з екстремумом при 600 MPa. Виявлено, що залежність енергії активації процесу дегідратації від ступеня зв’язності водної компоненти з поверхнею наночастинок ксерогелей є монотонною. На основі аналізу оцінених щільностей води, що реалізовуються в термодинамічних умовах експерименту, і Р–Т-діаграми стану води виявлено, що ймовірність реорганізації в структурі гідратної оболонки ксерогелей пов’язана з фазовими переходами води.

Dehydration process of xerogels of the ZrO₂–3 mol% Y₂O₃ system modified under conditions of high hydrostatic pressure (HHP) was tested by the DSC method. It is shown that dehydration of all investigated xerogels takes place in the temperature range of 50–300°C that indicates the presence of physically and chemically adsorbed water in the structures of xerogels. It is shown that the estimated activation energies of dehydration process of xerogels modified by HHP are higher those of unmodified system. This fact indicates an increase of the share of chemisorbed water in the xerogel structure. It is found that the value of activation energy of dehydration of modified xerogels depends nonmonotonically on the pressure applied to the xerogel with an extremum of 600 MPa.