Способ регистрации фазовых превращений Советский патент 1982 года по МПК G01N21/76 

(5) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ

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 нескол ких десятков миллиграмм до нескольких грамм - Недостатком данного способа является его инерционность, связанная с большой массой рабочей навески. Наиболее близким к предлагаемому является способ регистрации фазовых превращений вещества путем измерения относительной интенсивности свечения добавки, вводимой в это вещество. В данном способе используют предварительно облуменную ионизирующим излучением добавку 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 такой нагретой добавки она перестает выполнять свои функции индикатора. Кроме того, 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 - расширение применимости способа и уменьшение его инерционности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регистрации фазовых превращений вещества путем из393мерения относительной интенсивности свечения добавки, вводимой в это вещество, в качестве добавки испольЗуют хемилюминесцентную добавку. На фиг. 1 представлена зависимост интенсивности свечения люминола в водном растворе NaOH в присутствии MOHOB.Fe(CN)| при разогреве указанно системы со скоростью 10 град/мин; на фиг. 2 - то же, при охлаждении со скоростью 3. т рад/мин. П р и м ve р 1, в 1 ом водный раст вор NaOH при 25С вводят 1( хемолюминесцентной добавки - 5-амИно-2,З-дигидро-1,-фталазиндиона (люминол), соли KjFeCCN), отбит рают аликвоту в количестве 5 мг и бь стро охлаждают до температуры жидкого азота 77 К путем погружения в него образца. Охлажденный образец помещают в люминограф и нагревают со скоростью 10 град/мин. Регистрацию свечения люминола в процессе ,нагрева образца проводят на фотометрической установке, чувствительность ко торой в синей области Аспекта (фотоумножитель типа ФЭУ-39) при соотношении шум-сигнал, равном единице, составляет 10 фотонов/с. С помощью фотометрической установки проводят автоматическую запись изменения отно сительной интенсивности свечения хемолюминесцентной добавки как функции температуры в режиме непрерывного разогрева системы. Кривая зависимоети относительной интенсивности свечения от температуры, представлена на фиг. 1. В процессе разогрева бык;тро охлажденного до 77 К ЮМ NaOB при температурах 215 и 238 К наблюдаются всплески интенсивности свечения люминола, связанные с резким разогревом образца при этих температурах за счет перехода метастабильных фаз. в стабильные при указанных температурах. Аналогичные экзотермические пики наблюдаются на калориметрических кривых, полученных при разогреве тех же образцов (навеска 200 мг).9В ходе дальнейшего разогре ва системы при температурах выше 250 К в широком температурном интервале наблюдается плавление образца сопровождаемое уменьшением интенсивности свечения люминола при 260 и 275 К, Минимумы на кривых изменения интенсивности свечения от температут ры практически полностью совпадают с температурами эндотермических пиков на калориметрических кривых. П р и м е р 2. Готовят образец при по примеру, отбирают аликвоту в 15 мг, помещают в люминограф и охлаждают со скоростью 3 град/мин. Изменение интенсивности люминесценции проводят по примеру 1. Кривая зависимости относительной интенсивности люминесценции хемояюминесцентной добавки представлена как функция температуры на фиг. 2. Из фиг. 2 видно, что с понижением температуры интенсивность свечения падает, однако при ниже 230 К она резко (/ив 25 раз) возрастает, достигает максимума при 223 и 217 К, после чего падает почти до нуля при 210 К. Кривыеохлаждения позволяют установить важнейшие .характеристики кинетики фазовых превращений веществ при их охлаждении и, в частности, при закалке высокотемпературных фаз. Так, из представленной кривой на фиг. 2 видно, что кр1 сталлизация водного раствора ЫаШ (навеска Т5 мг, скорость охлаждения 3 град/мин) проходит в два этапа и требует переохлаждения ,pj 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) уменьшается 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 pa3orpeBia. Кроме того, обычно навески при калориметрическом методе исследования фазовых превращений составляют от нескольких десятков до нескольких сотен миллиграмм в зависимости от типа калориметра. Предлагаемый спЬсоб позволяет получать информацию о фазовых превращениях в системе с использованием навесок всего в несколько миллиграмм.

Формула изобретения

Способ регистрации фазовых превращении вещества путем измерения от носительной интенсивности свечения добавки, вводимой в это вещество, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения применимости спо соба и уменьшения его инерционности в качестве добавки используют хемилюминесцентную добавку.

т

357536

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. G 01 N 25/02, 1979(прототип).

I

т

2dS

к

200

21 0220

full