Table Of ContentInstitution of Russian Academy of Sciences
A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science
(A.A. Baikov IMET RAS)
E.K. Kazenas, Y.V. Tsvetkov
THERMODYNAMICS OF NITIDES
VAPORIZATION
Moscow
2021
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова
Российской академии наук (ИМЕТ РАН)
Е.К. Казенас, Ю.В. Цветков
ТЕРМОДИНАМИКА
ИСПАРЕНИЯ НИТРИДОВ
Москва
2021
УДК 536.422.1
ББК 24.53
К14
Казенас Е.К., Цветков Ю.В.
Термодинамика испарения нитридов / Е.К. Казенас, Ю.В. Цветков. –
М.: РАН, 2021. – 448 с. : ил. 56.
В книге впервые систематизированы экспериментальные результаты
по термодинамике испарения и диссоциации практически всех элемен-
тов нитридов периодической системы Д.И. Менделеева, опубликован-
ных в мировой литературе до 2020 года. Представлен широкий спектр
данных по давлению, составу пара, а также термодинамические свойства
газообразных нитридов, полученные в результате исследования процес-
сов испарения.
Для научных работников и инженеров, работающих в области черной
и цветной металлургии, аспирантов и студентов старших курсов.
ISBN 978-5-907366-40-4
© Е.К. Казенас, Ю.В. Цветков, 2021
© ИМЕТ РАН им. А.А. Байкова, 2021
Оглавление
Предисловие .................................................................................................................13
Глава 1. Методы исследования термодинамики испарения
и диссоциации нитридов химических элементов .................................................14
1.1. Теоретические основы методов ......................................................................14
Глава 2. Давление и состав пара над нитридами щелочных металлов ............22
Система литий-азот .................................................................................................22
Испарение Li ......................................................................................................22
Диссоциация нитридов в системе литий-азот.................................................23
Система натрий-азот ...............................................................................................27
Испарение Na .....................................................................................................27
Диссоциация нитридов в системе натрий-азот ...............................................27
Система калий-азот .................................................................................................28
Испарение K .......................................................................................................28
Диссоциация нитридов в системе калий-азот .................................................29
Система рубидий-азот .............................................................................................29
Испарение Rb .....................................................................................................29
Диссоциация нитридов в системе рубидий-азот ............................................30
Система цезий-азот .................................................................................................30
Испарение Cs ......................................................................................................31
Диссоциация нитридов в системе цезий-азот .................................................31
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов лития, натрия, калия, рубидия и цезия .................................................31
Глава 3. Давление и состав пара над нитридами щелочноземельных
металлов .......................................................................................................................33
Система бериллий-азот ...........................................................................................33
Испарение Be .....................................................................................................33
Диссоциация и испарение нитридов в системе бериллий-азот .....................33
Система магний-азот ...............................................................................................40
Испарение Mg ....................................................................................................40
Диссоциация и испарение нитридов в системе магний-азот .........................40
Система кальций-азот .............................................................................................45
Испарение Ca .....................................................................................................45
Диссоциация нитридов в системе кальций-азот .............................................46
Система стронций-азот ...........................................................................................50
Испарение Sr ......................................................................................................50
Диссоциация и испарение нитридов в системе стронций-азот .....................50
Система барий-азот .................................................................................................52
Испарение Ba .....................................................................................................52
Диссоциация нитридов в системе барий-азот .................................................52
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов бериллия, магния, кальция, стронция и бария ....................................54
Глава 4. Давление и состав пара над нитридами бора, алюминия,
галлия, индия и таллия .............................................................................................56
Система бор-азот .....................................................................................................56
Испарение B .......................................................................................................56
5
Диссоциация и сублимация нитридов в системе бор-азот ............................56
Система алюминий-азот .........................................................................................68
Испарение Al ......................................................................................................68
Диссоциация и сублимация нитридов в системе алюминий-азот .................69
Система галлий-азот ...............................................................................................82
Испарение Ga .....................................................................................................83
Диссоциация и испарение в системе галлий-азот ..........................................83
Система индий-азот...............................................................................................101
Испарение In ....................................................................................................101
Диссоциация и испарение в системе индий-азот .........................................102
Система таллий-азот .............................................................................................110
Испарение Tl ....................................................................................................110
Диссоциация и испарение в системе таллий-азот ........................................110
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул нитридов
бора, алюминия, галлия, индия и таллия ............................................................111
Глава 5. Давление и состав пара над нитридами углерода,
кремния, германия, олова, свинца ........................................................................113
Углерод ...................................................................................................................113
Испарение углерода .........................................................................................113
Испарение фуллеренов С , С , С и С .......................................................113
60 70 76 84
Система азот-углерод ............................................................................................115
Испарение нитридов углерода ........................................................................115
Система кремний-азот ..........................................................................................123
Испарение Si ....................................................................................................123
Диссоциация и сублимация нитридов в системе кремний-азот ..................124
Система германий-азот .........................................................................................137
Испарение Ge ...................................................................................................137
Диссоциация и испарение нитридов в системе германий-азот ...................138
Система олово-азот ...............................................................................................140
Испарение Sn ....................................................................................................140
Диссоциация и испарение нитридов в системе олово-азот .........................141
Система свинец-азот .............................................................................................141
Испарение Pb ....................................................................................................142
Диссоциация и испарение нитридов в системе свинец-азот .......................142
Сравнительная характеристика термической стойкости молекулнитридов
углерода, кремния, германия, олова и свинца ....................................................142
Глава 6. Давление и состав пара над нитридами азота,
фосфора, мышьяка, сурьмы, висмута ..................................................................143
Испарение азота .....................................................................................................143
Система фосфор-азот ............................................................................................144
Испарение P ......................................................................................................144
Диссоциация и испарение нитридов в системе фосфор-азот ......................145
Система мышьяк-азот ...........................................................................................151
Испарение As ....................................................................................................151
Диссоциация и испарение нитридов в системе мышьяк-азот .....................151
Система сурьма-азот .............................................................................................152
Испарение Sb ....................................................................................................152
Диссоциация и испарение нитридов в системе сурьма-азот .......................152
Система висмут-азот .............................................................................................152
6
Испарение Bi ....................................................................................................153
Диссоциация и испарение нитридов в системе висмут-азот .......................153
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов азота, фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута ....................................153
Глава 7. Давление и состав пара над нитридами кислорода,
серы, селена, теллура, полония ..............................................................................154
Система кислород-азот .........................................................................................154
Испарение кислорода ......................................................................................154
Диссоциация и испарение нитридов в системе кислород-азот ...................155
Система сера-азот ..................................................................................................155
Испарение S ......................................................................................................155
Диссоциация и испарение нитридов в системе сера-азот............................156
Система селен-азот ................................................................................................158
Испарение Se ....................................................................................................158
Диссоциация и испарение нитридов в системе селен-азот .........................159
Система теллур-азот ..............................................................................................159
Испарение Te ....................................................................................................159
Диссоциация и испарение нитридов в системе теллур-азот .......................160
Система полоний-азот ...........................................................................................160
Испарение Po ....................................................................................................160
Диссоциация и испарение нитридов в системе полоний-азот ....................161
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов кислорода, серы, селена, теллура, полония .......................................161
Глава 8. Давление и состав пара над нитридами водорода, фтора,
хлора, брома, йода, астата, а также над системами элементов гелия,
неона, аргона, криптона, ксенона, радона с азотом ............................................162
Система водород-азот ...........................................................................................162
Испарение водорода ........................................................................................162
Система фтор-азот ................................................................................................163
Испарение фтора ..............................................................................................163
Система хлор-азот .................................................................................................163
Испарение хлора ..............................................................................................163
Система бром-азот .................................................................................................164
Испарение брома ..............................................................................................164
Система йод-азот ...................................................................................................165
Испарение йода ................................................................................................165
Система астат-азот ................................................................................................165
Испарение астата .............................................................................................165
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов водорода, фтора, хлора, брома, йода, астата ......................................166
Испарение систем элементов гелия, неона, аргона, криптона, ксенона,
радона с азотом ......................................................................................................166
Система гелий-азот ...............................................................................................166
Испарение гелия ..............................................................................................166
Система неон-азот .................................................................................................166
Испарение неона ..............................................................................................166
Соединения неона с азотом.............................................................................167
Система аргон-азот ................................................................................................167
Испарение аргона .............................................................................................167
7
Соединения аргона с азотом ...........................................................................167
Система криптон-азот ...........................................................................................167
Испарение криптона ........................................................................................167
Соединения криптона с азотом.......................................................................167
Система ксенон-азот .............................................................................................167
Испарение ксенон ............................................................................................167
Соединения ксенона с азотом .........................................................................167
Система радон-азот ...............................................................................................168
Испарение радона ............................................................................................168
Соединения радона с азотом ...........................................................................168
Глава 9. Давление и состав пара над нитридами меди, серебра,
золота, цинка, кадмия, ртути ..................................................................................169
Система медь-азот .................................................................................................169
Испарение Cu ...................................................................................................169
Диссоциация и испарение нитридов в системе медь-азот ...........................169
Система серебро-азот ............................................................................................171
Испарение Ag ...................................................................................................171
Диссоциация и испарение нитридов в системе серебро-азот .....................171
Система золото-азот ..............................................................................................172
Испарение Au ...................................................................................................172
Диссоциация и испарение нитридов в системе золото-азот ........................172
Система цинк-азот ................................................................................................173
Испарение Zn ..................................................................................................173
Диссоциация и испарение нитридов в системе цинк-азот...........................173
Система кадмий-азот ............................................................................................175
Испарение Cd ..................................................................................................175
Диссоциация и испарение нитридов в системе кадмий-азот ......................175
Система ртуть-азот ................................................................................................175
Испарение Hg ...................................................................................................176
Диссоциация и испарение нитридов в системе ртуть-азот ..........................176
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов меди, серебра, золота, цинка, кадмия, ртути .....................................176
Глава 10. Давление и состав пара над нитридами титана,
циркония, гафния .....................................................................................................177
Система титан-азот................................................................................................177
Испарение Ti ....................................................................................................177
Испарение и диссоциация нитридов в системе титан-азот .........................177
Система цирконий-азот .........................................................................................188
Испарение Zr ....................................................................................................188
Испарение и диссоциация нитридов в системе цирконий-азот ..................188
Система гафний-азот .............................................................................................197
Испарение Hf ...................................................................................................198
Испарение и диссоциация нитридов в системе гафний-азот ......................199
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов титана, циркония, гафния ....................................................................202
Глава 11. Давление и состав пара над нитридами ванадия,
ниобия, тантала .........................................................................................................203
Система ванадий-азот ...........................................................................................203
8
Испарение V .....................................................................................................203
Испарение и диссоциация нитридов в системе ванадий-азот .....................204
Система ниобий-азот.............................................................................................212
Испарение Nb ..................................................................................................212
Диссоциация и испарение нитридов в системе ниобий-азот ......................213
Система тантал-азот .............................................................................................221
Испарение Ta ...................................................................................................222
Испарение и диссоциация нитридов в системе тантал-азот........................222
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов ванадия, ниобия, тантала .....................................................................227
Глава 12. Давление и состав пара над нитридами хрома,
молибдена, вольфрама .............................................................................................229
Система хром-азот ................................................................................................229
Испарение Cr ....................................................................................................229
Диссоциация и испарение нитридов в системе хром-азот ..........................230
Система молибден-азот ........................................................................................240
Испарение Mo .................................................................................................240
Диссоциация и испарение нитридов в системе молибден-азот ..................242
Система вольфрам-азот .........................................................................................245
Испарение W ....................................................................................................246
Диссоциация и испарение нитридов в системе вольфрам-азот ..................247
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов хрома, молибдена, вольфрама .............................................................250
Глава 13. Давление и состав пара над нитридами марганца,
технеция, рения .........................................................................................................252
Система марганец-азот .........................................................................................252
Испарение Mn ..................................................................................................252
Диссоциация и испарение нитридов в системе марганец-азот
и растворение азота в марганце ......................................................................253
Система технеций-азот ........................................................................................255
Испарение Тс ....................................................................................................255
Диссоциация и испарение нитридов в системе технеций-азот ...................255
Система рений-азот ...............................................................................................256
Испарение Re ...................................................................................................256
Диссоциация и испарение нитридов в системе рений-азот
и растворимость азота в рении .......................................................................257
Сравнительная характеристика термической стойкости молекул
нитридов марганца, технеция и рения ................................................................259
Глава 14. Давление и состав пара над нитридами железа,
кобальта и никеля .....................................................................................................260
Система железо-азот .............................................................................................260
Испарение Fe ....................................................................................................260
Диссоциация и испарение нитридов в системе железо-азот
и растворимость азота в железе .....................................................................260
Система кобальт-азот ...........................................................................................266
Испарение Co ..................................................................................................267
Диссоциация и испарение нитридов в системе кобальт-азот
и растворимость азота в кобальте ..................................................................267
9
