Journal of thermal analysis

, Volume 27, Issue 1, pp 103–111 | Cite as

The reaction of ternary mixtures of sodium nitrate, diboron trioxide and silica

  • O. Abe
  • T. Utsunomiya
  • Y. Hoshino
Article

Abstract

The reaction and the thermal changes of the ternary system NaNO3-B2O3-SiO2 have been investigated by means of high-temperature thermogravimetry, derivative thermo-gravimetry, microscopy, differential thermal analysis, gas chromatography, X-ray diffractometry and IR spectrometry. The combination of these techniques provides information on the reaction process. The major reactions which take place in this system are as follows: several sodium borates are preferentially formed in a liquid-phase reaction after NaNO3 and B2O3 melt, with the generation of O2, NO and N2. SiO2 does not take part in the reaction below 550‡. Sodium borates with B/Na=9 to 1 are formed successively with the generation of O2 and NO as the temperature increases. The reaction products around 700‡ are mixtures of borates and silicates. Borosilicates are formed above 750‡.

Keywords

Differential Thermal Analysis NaNO3 B2O3 Ternary Mixture Sodium Borate 

Zusammenfassung

Die Reaktionen und die thermische VerÄnderung des ternÄren Systems NaNO3-B2O3-SiO2 wurde mittels Hochtemperatur-Mikroskopie, TG, DTG, DTA, Gaschromatographie, Röntgendiffraktometrie und IR-Spektrometrie untersucht. Die Kombination dieser Methoden liefert Informationen über den Reaktionsprozess. Verschiedene Natriumborate werden vorzugsweise durch Flüssigphasenreaktion von NaNO3/B2O3-Schmelzen unter Freisetzung von O2, NO und N2 gebildet. Siliciumdioxid nimmt unterhalb 550‡ an der Reaktion nicht teil, bildet jedoch mit geschmolzenem Natriumnitrat Silikate bei Temperaturen über 550‡. Natriumborate mit B/Na-VerhÄltnissen von 9–1 werden mit steigender Temperatur unter Entwicklung von O2 und NO gebildet. Bei Temperaturen um 700‡ werden Mischungen von Boraten und Silikaten als Reaktionsprodukte erhalten. Borsilikate werden über 750‡ gebildet.

РЕжУМЕ

с пОМОЩьУ ВысОкОтЕМп ЕРАтУРНОИ МИкРОскОп ИИ, тг, Дтг, ДтА, гАжОВОИ хРО МАтОгРАФИИ, РЕНтгЕНОВскОИ ДИФФР АктОМЕтРИИ И Ик спЕкт РОскОпИИ БылИ ИсслЕДОВАНы РЕАкцИИ И тЕРМИЧЕскИ Е ИжМЕНЕНИь тРОИНОИ с ИстЕМы NaNO3-B2O3-SiO2. ЁтИ кОМБИНИРОВА ННыЕ МЕтОДы пОжВОлИлИ пОл УЧИть ИНФОРМАцИУ О РЕ АкцИОННых пРОцЕссАх. пОслЕ плАВлЕНИь НИтРАтА НА тРИь И ОкИсИ БОРА, Иж жИ ДкОФАжНОИ РЕАкцИИ пРЕДпОЧтИтЕ льНО ОБРАжУУтсь НЕскОлькО БОРАтОВ НА тРИь с ВыДЕлЕНИЕМ кИс лОРОДА, АжОтА И ОкИсИ АжОтА. кР ЕМНИИ НИжЕ 550‡ В РЕАкцИУ НЕ Вс тУпАЕт. ВышЕ 550‡ oН ВстУп АЕт В РЕАкцИУ с РАсплАВлЕН НыМ НИтРАтОМ НАтРИь, ОБРА жУь сИлИкАты. пОслЕДО ВАтЕльНО ОБРАжУУтсь БОРАты НА тРИь с ОтНОшЕНИЕМ В: Na=9−1 с ВыДЕлЕНИЕМ кИсл ОРОДА И ОкИсИ АжОтА пО МЕРЕ УВЕлИЧЕНИь тЕМпЕРАт УРы. пРИ тЕМпЕРАтУРЕ ОкОл О 700‡ пРОДУктАМИ РЕАкцИ И ьВльЕтсь сМЕсь БОРАтОВ И сИлИк АтОВ. Б ОРОсИлИкАты ОБРАжУ Утсь ВышЕ 750‡.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    G. Ikeda, Denshi Zairyo, (1974) (8) 40.Google Scholar
  2. 2.
    K. S. Chun and S. H. Lee, J. Korean Nucl. Soc., 9 (4) (1977) 211.Google Scholar
  3. 3.
    Y. Hoshino, T. Utsunomiya, T. Utsugi and O. Abe, Nippon Kagaku Kaishi (1980) (5) 690.Google Scholar
  4. 4.
    Y. Hoshino, T. Utsunomiya and O. Abe, Bull. Chem. Soc. Japan., 54 (5) (1981) 1385.Google Scholar
  5. 5.
    R. R. Sakaida, R. G. Rinker, R. F. Cuffel and W. H. Corcoran, Anal. Chem., 33 (1961) 32.Google Scholar
  6. 6.
    The Chem. Soc. Japan., “Kagaku Binran I”, 2nd Ed., p. 85.Google Scholar
  7. 7.
    O. Abe, T, Utsunomiya and Y. Hoshino, to be published in Bull. Chem. Soc. Japan.Google Scholar

Copyright information

© Akadémiai Kiadó 1983

Authors and Affiliations

  • O. Abe
    • 1
  • T. Utsunomiya
    • 1
  • Y. Hoshino
    • 1
  1. 1.Research Laboratory of Engineering MaterialsTokyo Institute of TechnologyYokohamaJapan

Personalised recommendations