Способ определения глубины протекания пирогидролиза во фторидах металлов Советский патент 1984 года по МПК G01N31/00 

Изобретение относится к анализу неорганических материалов, а именно определению глубины протекания пиро гидролиза во фторидах металлов посл термической обработки или при их синтезе. Известен способ определенияглубины протекания пирогидролиза фторидов металлов путем определения ко личества кислорода в них радиоактивационным методом. Количество кисло рода опре еляется с помощью ядерной реакции о (d, п)р. Образец фторида облучается дейтронами. Образующийся в результате ядерной реакции радиоизотоп F выделяется из облученной пробы отгонкой фторида бора BF, , ко торый получается при взаимодействии расплава фторида с расплавом оксида бора BjOj . По активности F судят о содержании кислорода во фториде и, следовательно, о глубине просекания пирогидролиза 1 Недостатком способа является необходимость работы с источником-радиоактивных излучений, что требует специального оборудования, и необходимость работы с химически активными расплавами фторидов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения глубины протекания пирогидролиза фторидов металлов путем определения количества кислорода в них методом вакуум-плавления, по которому образец фторида плавится в вакууме в графитовом тигле. Кислород вьгаеляется из расплава в виде оксида углерода в результате восстановления кислородсодержащих примесей графитом. Количество оксида углерода определяют по его давлению. По количеству вьщелившегося оксида углерода определяют количество кислорода во фториде и, соответственно, глубину протекания пирогидролиза . Недостатком способа является трудоемкость, связанная со сложностью аппаратуры, большая длительность экс перимента (4-5 ч); кроме того, метод не применим для легколетучих и фторидов, легко восстанавливающихся материалом тигля, например, фторидов висмута (III), фторидов свинца (II) и др. Цель изобретения - упрощение, рас ширение области применения и ускорения анализа. Поставленная цель достигается тем что сотласнЬ способу определения глу бины протекания пирогидролиза во фто ридах металлов путем определения кис лорода в образце, пробу отжигают при 100-720°С с фторидом висмута и по ко личеству кислорода во фториде висмут судят о содержании кислорода в образ це. Способ определения глубины протекания пирогидролиза во фторидах металлов заключается в том, что образец фторида отжигают при 100-720 С одновременно с контрольным образцом безводного фторида висмута (III). Затем определяют количество кислорода, поглощенное фторидом висмута с помощью количественного рентгенофазового анализа (РФА). По этому результату судят о верхней границе содержания кислорода в синтезируемых или термически обрабатываемых фторидных материалах, поскольку BiFj гидролизуется легче многих известных фторидов металлов, наДример, фторида кальция, фторидов редкоземельных элементов, фторидов гафния и циркония и др. Возможность применения РФА для количественного определения кислорода в ВIF, основывается на том, что уже малые количества кислорода ведут к образованию оксифторида висмута (оС-фаза) , имеющего Строение тисонита, на наличии двухфазной области BiFj + ог-фаза в системе BiFj-BijOj. Образование оксифторида легко регистрируется методом РФА. Применяя количественный РФА, можно определить содержание ос-Фазы в двухфазных образцах (BiFj-tоб-фаза) и, следовательно, рассчитать количество кислорода в них после отжига, Интервал температур (100-720с) основан на том, что ниже пирогидролиз практически не протекает, свыше 720 С - рксифторид (ei-фаза) не устойчив. Границаtf -фазы со стороны BiFj сортветствует составу BiOj .CO, мол.% BijOj) и не зависит от температуры в предлагаемом интервале. Относительная погрешность при определении кислорода в BiF, составляет 10%. Чувствительность метода 0,01 мае,% кислорода. Максимально оп ределяемое содержание кислорода 0,12 мае,%. Пример 1.2 г смеси KF + DyF, (311) ДЛЯ приготовления соединения KjDyl и 0,2 г BiFj отжигают при 720СГ в течение 1 ч в атмосфере спектрально чистого аргона. Проводят РФА BiFj .. По калибровочному графику находят содержание кислорода. Для построения калибровочного графика готовят по 0,5 г смесей BiFj и В10о„о2 содержанием оксифторида 10-80 мас.%. Получают дифрактограммы смесей и находят отноШения интенсивностей линий ВiOji j F и BiFj. Для этого используют линии максимальной интенсивности BiF, д (d 3,405 А) и ЪiOQf Ff(,8 А). Строят калибровочный график в координатах отношение интенсивностей 1 оксифтор ид отношение масс 1 фторид

m оксифторид ш фторид

Пример 2. Платиновые тигли с 2,0 г DyFj и 0,2 г BiFj отжигают в одном сосуде при 100°С 1,5 ч в атмосфере спектргшьно чистого аргона- Проводят РФА BiF, и по калибровочному графику.находят содержание кислорода.

Пример 3. 2г смеси BeFj (70 мол.%) и KjDyFg (30 мол.%) для получения фторобериллатного стекла нагревают до 500 С в атмосфере спектрально чистого аргона одновременно с 0,2 г BiF, и быстро охлаждают. Проводят РФА. Содержание кислорода в BiFj находят по калибровочному графику.

Изобретение позволяет сократить время анализа с 4-5 ч до 15 мин, для анализа используется малое количество вещества (0,1-0,). Способ удобен при одновременном анализе большого числа образцов, так как позволяет определить содержание кислорода во всех образцах по одному контрольному образцу фторида висмута. Синтезируемые вещества при этом не расходуются для анализа. Изобретение применимо также для анализа легколетучих и легковосйтанавливаемых фторидов.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОТЕКАНИЯ ПИРОГИДРОЛИЗА ВО ФТОРИДАХ МЕТАЛЛОВ путём определения кислорода в образце, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, расширения области применения и ускорения анализа, пробу отжигают при 100-720 0 с ф.торидом висмута и по количеству кислорода во фториде висмута судят о содержании кислорода в образце. 2, Способ ПОГ1.1, отличающийся тем, что количество кислорода во фториде висмута определяют рентгенофазовьм анализом.