Электрофизические параметры базальтовой породы Кызыл-Кийского месторождения
Ключевые слова:
базальт, температура, удельное сопротивление, энергия активации, летучие газы, электропроводность базальтаАннотация
Экспериментальные исследования электрофизических свойств базальтовых пород нами проводились в интервале температуры от 20°С до 1000°С в воздушной среде. Для измерения электропроводности базальта, образец изготовили в виде диска толщиной 2-5 мм и диаметром 35 мм. На торцевые поверхности диска наносили электроды, путём напыления в вакууме тонкого слоя металла. Медную металлическую фольгу, круглой формы диаметром 30 мм закрепили к поверхности образца с помощью вазелинового масла в качестве электрода. В ходе проведения экспериментов установили оптимальный размер образца базальта, который оказался равным V=1.48•10-4 м3. Показаноо, что увеличение объема исследуемого образца начиная с температуры 300°С и выше приводит его к разрушению. Это связано с началом улетучивании СО2.
Так как, под действием электрического тока СО2 концентрируется в середине исследуемого образца и после начала спонтанного их выхода происходит разрушение образца базальта. Установлено, что в интервале температуры от 450°С до 850°С удельное электрическое сопротивление базальтовых пород изменяется по экспоненциальному закону. Выявлено, что в интервале температуры t = 300 – 450°C улетучивается виде смеси газов SО2, SО3 CO, CO2, Cl2, NH3, тогда как до температуры 300°С основным компонентом летучих элементов является СО2. Этот процесс слабо влияет на электропроводность образца из необожжѐнного базальта. Для обожжѐнного базальта в интервале температур t=20-450°С удельное его сопротивление принимает постоянное значение, но в интервале температур от 450°С до 1000°С удельное сопротивление базальта изменяется согласно экспоненциальному закону: σ = σ0 • exp(-Eа/KT). Определены значения энергии активации базальта при средних и высоких температурах, которые оказались равными, соответственно Е1 = 0,112 эВ и Е2 = 0,16 эВ. На основе полученных данных сделан вывод, что электропроводность базальтовых пород обусловлена примесными ионами и электронами и наличием небольшого числа свободных электронов.
Библиографические ссылки
Ржевский В.В., Новик Г.Я. Основы физики горных пород. М.: Ленанд, Серия: Классика инженерной мысли: горное дело. 2019. С. 368.
Качугов А.А., Росляков Н.М. Результаты экспериментальных исследований электрических параметров диэлектрического материала, полученного на основе базальтового сырья. В сборнике науч. трудов: Композиционные материалы на основе базальтовых волокон. Киев. ИПМ. 1989. С. 138-143.
Порхаменко Э.И., Бондаренко А.Т. Электропроводимость горных пород при высоких давлениях температурах. М.: Наука. 1972. С. 278.
Ташполотов Ы., Маматов Э.У. Химический состав базальтовых горных пород Кызыл-Кийского месторождения Кыргызской Республики//Вестник ОшГУ, 2022. №1. Математика, Физика, Техника. С. 81-91.
Анненков Ю.М., Пичугин В.Ф., Франгулян Т.С., Столяренко В.Ф. Формирование проводящего состояние и его свойства в кристаллах оксида магния при облучении ускоренными ионами металлов. // Физика и химия обработки материалов. 1999. № 5. С. 5-12.
Малинецкий Г.Г. Математические основы синергетики. Хаос, структуры, вычислительный эксперимент. 5-е изд. Серия «Синергетика. М.: Либроком. 2012. С. 312.
Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах: от диссипативных структур к упорядочению через флуктуации. – М.: Мир, 1979. С. 512.
Шур М. Физика полупроводниковых приборов. – М.: Мир. 1992. Книга 1. С. 480.
Герщинский А.Е., Рыжанов А.В., Черепов Е.И. Тонкопленочные силициды в микроэлектронике. // Микроэлектроника. 1982. Т. II. Вып. 2. С. 83-84.
Мьюрарка Ш. Силициды для СБИС. М.: Мир. 1986. С. 176.
