В Самарском политехе создали оригинальную установку для изучения свойств плавких электролитов
Студент химико-технологического факультета Самарского политеха Олег Губанов под руководством старшего преподавателя кафедры «Общая и неорганическая химия» Антона Финогенова разработал экспериментальную установку, позволяющую одновременно измерять температуру фазовых переходов и электропроводность расплавов солей и солевых смесей. Они используются как плавкие электролиты в химических источниках тока, например, в специализированных аварийных аккумуляторных батареях.
В основе работы установки лежит дифференциальный термический анализ (ДТА). Он применяется для определения температуры фазовых превращений и основан на регистрации разницы температур между изучаемым образцом и эталоном, которым служит вещество, не претерпевающее изменений в выбранном интервале температур.
Традиционный ДТА используется при производстве полимеров и переработке пластика для определения температуры плавления, кристаллизации и стеклования. Однако многие важные процессы, например, распад твёрдых растворов в полупроводниках или изменение структуры расплавов солей, могут происходить без поглощения или выделения тепла, но кардинально менять электропроводность материала. Классический ДТА такие изменения «не видит», что создаёт риск пропустить важнейшие этапы в технологии производства материала.
Для решения проблемы разработчики совместили в одной установке два метода: дифференциальный термический анализ (измерение температуры фазового перехода) и кондуктометрию (измерение электропроводности). То есть установка может считывать электропроводность расплава и одновременно с этим записывать изменение его температуры.
«Конструкция отличается оригинальностью, - говорит Олег Губанов, – Термопары для измерения температуры расположены снизу тиглей с исследуемыми образцами, тогда как электроды для определения электропроводности погружаются непосредственно в расплав солей. Такой подход позволяет исследовать изменение электропроводности расплава в динамике, вплоть до момента кристаллизации».
Внедрение установки позволяет определить наибольшую электропроводность вещества в широком диапазоне температур, вместо того, что бы измерять один образец при разной статичной температуре.
Сейчас установка существует в виде действующего лабораторного прототипа. Разработчики намерены продолжить работу по совершенствованию аппарата.