Диаграмма состояния системы уран кислород

Рис. 1.14. Диаграмма состояния системы уран—кислород

Уран благодаря своей двойственной химической природе, свойственной актиноидным элементам, которые проявляют сходства либо с лантаноидными, либо с переходными элементами подгрупп IVa, Va и особенно Via, является очень реакционноспособным элементом. В зависимости от проявляемой валентности уран может образовывать многочисленные окислы, большинство из которых — фазы нестехиометрического состава. По этой причине диаграмма состояния системы уран—кислород сложна по строению и в настоящее время не может считаться до конца установленной. [c.5]

Вторая диаграмма состояния системы U—UO2 (рис. 1.2, б) практически совпадает с рассмотренной выше в области распространения достехиометрической UO2, но отличается значительной растворимостью кислорода в жидком уране, составляющей при 2300° С около 30% UO2 [31]. Большая растворимость кислорода в уране была обнаружена еще в 1963 г. [32], и несоответствие этих данных с результатами других исследований [1, 29, 30] потребовало более строгой интерпретации механизма образования продуктов реакции, получаемых методом насыщения. [c.11]

Система изучалась многими исследователями, мнения которых иногда расходятся весьма значительно. Причиной этого является большая зависимость системы уран— кислород от давления кислорода и в связи с этим обычно наблюдающаяся неидентичность условий эксперимента. Ясно, что данные, полученные при нагреве образцов на воздухе, при прочих равных условиях отличаются or результатов, полученных в чистом кислороде фазы, образовавшиеся в процессе восстановления высших окислов урана, не всегда удается получить окислением восстановленных составов. Поэтому при построении диаграммы состояния системы уран — кислород, как и любой другой окисной системы, необходимо отмечать ту газовую среду, в которой, проводится эксперимент. [c.5]

На рис. 1.6 показаны диаграммы состояния системы уран — кислород от 1)02 до изОв при низких температурах с указанием областей распространения тетрагональных фаз [59, 60, 66]. Анализ этих данных позволяет сделать следуюшие выводы. [c.24]

Находят лучшее подтверждение, если предположить, что состав пара над иОг+х при 1500° С соответствует и04. Результаты эксперимента показали, что при 1500— 1600° С потеря веса, обусловленная разложением иОг+х, прекращается, а двуокись урана при этом достигает состава иОг. На рис. 1.14, а построена диаграмма состояния системы уран — кислород в координатах состав— давление при постоянной температуре [109], откуда видно, что при очень низком давлении в системе [c.46]

На рис. 1.14, б диаграмма состояния системы уран — кислород представлена в координатах давление кислорода— температура [108]. Диаграмма построена с учетом термохимических характеристик окислов урана, взятых из литературы, а также на основании экспериментальных результатов, полученных при измерении термохимических равновесий. Диаграмма на рис. 1.14, б дает возможность определить условия газовой среды и температуры, которые необходимы для окисления или восста- [c.46]

Диаграмма состояния системы уран—кислород еще не построена из-за противоречивости данных, относящихся к отдельным областям. Растворимость кислорода в уране мала и при температуре плавления урана составляет около 0,05 ат. % кислорода, а в за- твердевшем металле еще ниже. Двуокись урана плавится при температуре около 2750° С таким образом, при индукционной плавке металлического урана UOj остается в твердом состоянии. Однако имеются некоторые основания полагать, что UO2 при температуре примерно 1500°С медленно реагирует с ураном, образуя соединение U0. Считается, что благодаря различиям в свойствах ио и UOj эта реакция оказывает благоприятное [c.327]

За последние полтора десятилетия разностороннему изучению подвергалась весьма сложная система уран — кислород. Исследовалось физико-химическое взаимодействие окислов урана с окислами других металлических элементов при повышенных температурах, во многих случаях были построены соответствующие диаграммы состояния. Открыто большое число новых урансодержащих окисных фаз постоянного и переменного состава, в том числе и фаз, обладающих высокой температурой плавления, проведено изучение их свойств. [c.3]

Исследовать фазовые зависимости в системе уран — кислород трудно. В решетке UO., типа флюорита имеется достаточное пространство для внедрения кислорода. Поэтому на базе этой решетки могут образоваться фазы нестехиометрического состава с широкой областью гомогенности. На многих участках диаграммы трудно реализовать равновесие из-за очень медленных фазовых превращений в твердом состоянии. На рис. 2. 22 изображен вариант фазовой диаграммы этой системы 1117]. Некоторые детали этой диаграммы [c.58]

Диаграмма состояния системы уран — кислород в интервале концентраций от и40д до из08(и02,бб7) проста при высоких температурах и сложна при низких из-за наличия в системе метастабильных тетрагональных фаз. Тетрагональные окислы легко образуются при низкотемпературном окислении иОг вблизи состава иОг.гз, когда Г>160°С. При более низких температурах эти фазы появляются только при длительных выдержках. Границы областей существования и данные по стабильности тетрагональных фаз, представленные различными авторами, не находятся в полном согласии. Расхождение результатов объясняется тем, что появление тетрагональных фаз зависит от исходного состояния окисла, и в первую очередь от состояния его поверхности. Интерпретация результатов затрудняется сложностью полу- [c.22]

Диаграмма состояния системы уран — кислород от УзОв до УОз сложна из-за наличия нескольких модификаций как для УзОз, так и для УОз. Долгое время считалось, что область УзОв—УОз однофазна, так как было найдено, что фаза со структурой УОз существует в системе от УОз до УОг,62- Непрерывный переход от УзОв к УОз казался правдоподобным также, исходя из предсказанной Захариасеном близости структур УзОв и УОз. Однако, как показано в более поздних работах [1], при разложении УОз не наблюдается образования препаратов с параметрами решетки, средними между параметрами УзОв и УОз. Хекстра и Зигель [81] показали, что область УзОв—УОз двухфазна и оба окисла имеют узкий интервал гомогенности, но в этом случае речь идет об определенной модификации трехокиси — у-УОз. [c.35]

Диаграмма состояния системы уран—кислород, показанная на рис. 1.7, б, отражает все фазы, стабильные и метастабильные, которые образует уран при взаимодействии с кислородом в практических условиях. Низкотемпературное окисление урана начинается с образования иОг, которая Способна окисляться далее с сохранением кубической структуры, образуя фазу состава иОг+т-Эта фаза до Г=300°С является метастабильной и при отжиге распадается на иОг и окисел и40д. Истинное растворение кислорода в иОг происходит при Г>300° С и увеличивается с ростом температуры. При 7 <600°С дальнейшее окисление ведет к образованию тетрагональных окислов состава ОзОу, иОг.з и иОг,4, а также закиси-окиси урана. При 7 >600°С тетрагональные окислы [c.48]

Двуокись урана окисляется при нагреве на воздухе, но обладает значительной устойчивостью в вакууме или в восстановительной атмосфере. По этой причине диаграмма состояния уран — кислород в интервале концентраций кислорода от и до иОг построена на основании результатов, полученных в вакууме, аргоне и водороде. Следующий интервал концентраций от иОг до 11469, окисляющегося при нагреве на воздухе и нестабильного в вакууме, исследовали тензиметрическим методом, методом высокотемпературного рентгеновского анализа образцов, запаянных в кварцевые капилляры, и с помощью рентгеновского анализа образцов, нагретых при различных температурах в вакуумированных кварцевых ампулах и закаленных от этих температур. Область диаграммы состояния от и40э до изОв, устойчивость при нагреве на воздухе до 900° С, изучалась тензиметри-чески, а также методом высокотемпературного рентгеновского анализа образцов, нагретых в вакуумированных кварцевых ампулах или на воздухе. И наконец, диаграмма состояния системы от изОз до иОз, разлагающейся при нагреве на воздухе, исследовалась, как правило, под давлением кислорода. Многие фазовые зависимости в системе уран — кислород определены в работах по кинетике окисления и восстановления окислов урана именно в этих работах установлены и наиболее полно изучены метастабильные окислы урана. [c.6]

На рис. 1.2, а показана диаграмма состояния системы и—иОг, построенная Эдвардсом и Мартином [30]. Особенность этой диаграммы — расширяющаяся с ростом температуры область достехиометрической двуокиси урана и область несмешиваемости в жидком состоянии. Пределы концентраций области несмешиваемости установлены металлографическим исследованием сплавов, приготовленных методом дуговой плавки в среде аргона. При температуре дуговой плавки каждый сплав из области несмешиваемости состоял из жидкого металла и жидкой окисной фазы, которая представляет собой моно-тектическую жидкость, дающую при охлаждении дисперсные уран и иОг. Достехиометрическая граница двуокиси урана была уточнена по сплавам, полученным насыщением металлического урана кислородом за счет двуокиси урана, служившей материалом тигля, в котором нагревался уран. Урановые расплавы выдерживали при заданной температуре и быстро охлаждали с тиглем. Микроструктурное исследование закаленных образцов показало, что образовавшиеся сплавы представляют собой металлические корольки, отделенные от стенок тигля окисными наростами кристаллов иОг, перемежающихся прожилками металлического урана. При температуре опыта каждый окисный нарост был однофаз-10 [c.10]

Азот. Использование азота в качестве плазменного теплоносителя приведет к растворению азота в уране, к возникновению нитридов урана, по крайней мере в поверхностном слое. Анализ изобарной системы и-К2 и диаграммы состояния U-N показывает [2], что содержание азота в уране на несколько порядков величины превысит допустимые нормы. Кроме того, при наличии кислорода и углерода образуются твердые растворы UN, 1ТС, ПО друг в друге, так что азот в уране будет присутствовать не в виде чистого нитрида, а в виде оксикарбонитридов с переменным содержанием азота, кислорода и углерода. Удалить химически связанный азот из урана на стадии рафинирования очень трудно, кроме того, при длительной выдержке в рафинировочной печи это приведет к потерям урана и большим затратам электроэнергии. [c.305]

Разногласия авторов относительно строения диаграммы состояния и—иОг касаются только области, богатой ураном. Для области, богатой кислородом, вывод однозначен моноокись урана 110 и окисел состава 001,75(11407) как равновесные фазы в системе и—иОг не существуют единственной фазой между ураном и его двуокисью является достехиометрическая двуокись урана, представляющая собой твердый раствор урана в иОг и имеющая при 2470° С состав, близкий к 1101,6. [c.12]

Цирконий — третий элемент периодической системы, образующий с уураном непрерывный ряд твердых растворов (см. рис, 10. 52). Твердый раствор образуется с Р-цирконием -— аллотропической модификацией, существующей при температурах выше 860° С. Однако при 610° С и приблизительно 64 ат. % циркония а-уран и у-фаза вступают в перитектоидную реакцию. Этот процесс идет лишь тогда, когда достигается состояние полного равновесия. Если несмотря на все попытки добиться равновесия при помощи термообработки, оно не достигается, то при наличии достаточного количества циркония у-фаза настолько стабилизуется, что во всех практически важных случаях ее можно зафиксировать при комнатной температуре. Эти основанные на диаграмме состояния рассуждения справедливы лишь для сплавов урана относительно высокой чистоты. Реакция между цирконием и углеродом, кислородом или азотом изменяет свойства этих сплавов, так как прореагировавший цирконий уходит из раствора в уране [91. [c.446]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология