УДК 541.67:546.171.8:537.226:537.634
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ПРИ ДЕЙСТВИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
УСЛОЖНЕННОЙ КОНФИГУРАЦИИ
,
Кафедра химии твердого тела
ГОУ ВПО «Кемеровский Государственный Университет»
*****@***ru
Ранее было показано, что при длительном хранении азидов тяжелых металлов происходит старение данных высокочувствительных материалов, т. е. они разлагается в анионной и катионной подрешетках, что фиксируется по выделению газообразных продуктов разложения и по почернению кристаллов.
В данной работе были продолжены исследования медленного разложения нитевидных кристаллов азида серебра. В качестве стимулирования и инициирования химической реакции использовали неоднородное магнитное поле, силовые линии в котором остаются в ограниченной области пространства, не замыкаясь и не уходя на бесконечность. Исследования процессов, протекающих в магнитных полях различной конфигурации, может иметь определенный научный интерес, а именно позволит разработать механизмы влияния магнитного поля на стабильность высокочувствительных объектов, таких как азид серебра.
Объектами исследования являются - нитевидные кристаллы азида серебра со средними размерами: 20Ч0.2Ч0.03, мм (рис. 1), выращенными по методике, описанной в работе [1].
Рис. 1. Кристаллографические индексы граней и направлений кристаллов азида серебра
Для проведения экспериментальных исследований нитевидные кристаллы азида серебра помещали на слюдяную подложку и приклеивали клеем БФ–6 различными способами (за один конец, за оба конца, не приклеенные), что позволяет фиксировать выделяющийся при разложении газообразный продукт и проводить наблюдения за топографией его распределения по граням.
Приготовленные образцы помещали между полюсами постоянных магнитов, где создавалось поле определенной конфигурации (рис. 2). Распределение индукции неоднородного МП по длине и ширине кристалла измеряли тесламетром.
После обработки в магнитном поле, кристаллы через определенное время помещали в кювету с растворителем (0,38 N раствор тиосульфата натрия) и наблюдали под микроскопом со шкалой микрометра выделение газообразных продуктов разложения - метод Хилла [2]. При этом измеряли диаметр и пространственные координаты выделяющегося газообразного азота, рассчитывали объем пузырьков газа и делили на площадь поверхности грани кристалла, с которой выделялся газ.
Были получены следующие результаты: оптимальное время воздействия неоднородным магнитным полем для исследования разложения в анионной подрешетке соответствует 20 минутам. Следует отметить, что на длительность газовыделения оказывает влияние градиент магнитного поля.
Рис. 2. Схема расположения кристалла относительно линий напряженности в неоднородном магнитном поле
При малом градиенте (2-4 Э) и в однородном магнитном поле газовыделение наблюдалось кратковременно в течение не более 5 минут. При большом градиенте магнитного поля (8-10 Э) при одинаковой средней напряженности наблюдается более длительное выделение газа (до 40 минут), имеющее затухающий характер с ярко выраженным максимумом (рис. 3). Зависимость, представленная на рисунке 3, аналогична, полученной при других видах энергетического воздействия (контактного электрического поля, УФ-облучения). В результате проведенных исследований было показано, что в зависимости от ориентации кристалла в неоднородном магнитном поле, газовыделение наблюдается с граней (110) и (010), если линии магнитной индукции направлены по нормали к одной из указанных граней. Наиболее реакционноспособной в кристаллах азида серебра является боковая грань (110).
Рис. 3. Зависимость относительного количества выделившегося газа от времени воздействия неоднородного магнитного поля (grad 10 Э/см), совпадающего с кристаллографическим направлением [100] в кристаллах азида серебра
Таким образом, в неоднородном магнитном поле усложненной конфигурации наблюдаются особенности распределения газообразных продуктов разложения, предполагаемой причиной которых является появление дополнительной составляющей силы Лоренца, в результате действия которой положительные носители заряда, являющиеся будущими реагентами химической реакции, концентрируются в области кристалла, совмещенного с силовыми линиями магнитного поля меньшей плотности (см. рис. 2).
Литература
Иванов, Ф. И. О выращивании нитевидных кристаллов азидов серебра и свинца / , , // Кристаллография. – 1983. – Т. 28. – № 1. –С. 194– 196. Heal, H. G. A microgazometric procedure / H. G. Heal // Nature. – 1953. – V.172. – P.30.
Научный руководитель – к. ф.-м. н., доцент
