Окисление жидких бинарных и тройных сплавов на основе Ag, In, Bi, Pb

• Автор: Осипович, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Современное состояние вопроса.

1.1. Общие сведения о процессах окисления жидких металлов и сплавов

1.2. Теоретические основы процессов окисления металлов и сплавов

1.2.1. Термодинамика процессов окисления

1.2.2. Кинетика процесса окисления

1.3. Влияние различных факторов на скорость окисления металлов и

сплавов и образующиеся продукты окисления.

1.3.1. Температура

1.3.2. Состав газовой среды.

1.3.3. Давление кислорода.
1.3.4. Режим нагрева и охлаждения
1.3.5. Влияние добавок и их концентрации
1.3.6. Стехиометрия оксидов.
1.4. Методы получения сложных оксидных соединений
1.4.1. Твердофазный синтез
1.4.2. Механоактивация
1.4.3. Гидротермальный синтез.
1.4.4. Зольгель метод
1.4.5. Высокотемпературное окисление
1.5. Достижения в исследованиях по окислению металлов и сплавов в жидком состоянии
Глава 2. Методика эксперимента
Глава 3. Окисление жидких сплавов системы А8п1п
3.1. Окисление бинарных жидких сплавов , А51п и 8п1п.
3.1.1. Окисление жидких сплавов системы А8п.
3.1.2. Окисление жидких сплавов А1п.
3.1.3. Окисление жидких сплавов 8п1п.
3.2. Окисление жидких сплавов А8п1п.
3.3. Выводы по главе 3.
Глава 4. Окисление жидких сплавов АХп
4.1. Окисление жидких сплавов
4.2. Выводы по главе 4.
Глава 5. Окисление жидких сплавов на основе i.
5.1. Окисление жидких сплавов ВГБп.
5.2. Окисление жидких сплавов системы ОеВ1 А.
5.3. Выводы по главе 5.
Глава 6. Окисление жидких сплавов на основе РЬ.
6.1. Окисление жидких сплавов РЬОе .
6.2. Окисление жидких сплавов РЬ8пА.
6.3. Окисление жидких сплавов РЬ8пСи.
6.4. Выводы по главе 6
Выводы
Список литературы


Выявленные закономерности окисления тройных жидких сплавов I, , РЬ8пСи, РЬве , В1Се дают важную информацию о влиянии третьего компонента на скорость и механизм окисления, химическую стойкость к окислению. Установленные с помощью РФА составы окалин, образовавшихся при окислении исследованных расплавов, позволяют рекомендовать высокотемпературное окисление бинарных и тройных жидких сплавов в качестве способа получения сложных оксидных материалов. Подобная информация может найти применение в процессах получения сплавов, композитов металлоксид создании оптимальных условий для этих процессов в пайке. Основное содержание работы изложено в статьях научных журналов ВАК Расплавы, Сибирского Федерального Университета Техника и технология, Известия вузов. Цветная металлургия доложено на XIII международной научнотехнической конференции Наукоемкие химические технологии, г. Суздаль на X Российском семинаре Компьютерное моделирование физикохимических свойств стекол и расплавов, г. Курган, г. Цветные металлы , г. Красноярск на XIII Российской конференции Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов, г. Личный вклад автора в получении изложенных в результатов существенен на стадиях планирования и эксперимента, обработки экспериментальных данных, литературного обзора и результатов эксперимента. Глава 1. Процесс окисления сплавов и металлов это гетерогенный процесс, в котором реагирующие компоненты системы находятся в разных фазах, и реакции протекают на границе их раздела. Механизм окисления жидких металлов достаточно близок к механизму окисления твердых металлов, однако имеет некоторые отличия. Этот этап, как правило, не является лимитирующим, и его можно не учитывать в большинстве реальных процессах, когда концентрация кислорода в газовой фазе достаточно велика. Эс Эс . При адсорбировании поверхностью молекулы или атомы газа утрачивают некоторую степень свободы, вследствие чего адсорбция приводит и к уменьшению энтропии. Одновременно уменьшение свободной энергии и энтропии предполагает также уменьшение и энтальпии АН , так что адсорбция обычно представляет собой экзотермический процесс 1. Адсорбция кислорода на поверхности расплава может быть обусловлена действием молекулярных сил или силами химического сродства. Принимается, что поверхность адсорбента энергетически однородна, термодинамическое равновесие устанавливается только между адсорбированным слоем поверхности и газовой фазой. Все остальные взаимодействия не учитываются 2, 4. Г поверхностный избыток адсорбируемого вещества са бесконечно малое изменение активности адсорбируемого вещества ба бесконечно малое изменение поверхностного натяжения Р давление Т абсолютная температура Я универсальная газовая постоянная. Из уравнения 1. Компонент, понижающий о, наоборот, удаляется с поверхности в объем. В результате этих двух факторов и возникает на поверхности расплава адсорбция, характеризующая изменение состава поверхности по сравнению с объемом. ОгкОд физ. Более сложная картина наблюдается в бинарных и многокомпонентных металлических расплавах. Здесь состав поверхностного слоя может существенно отличаться от объема. Если поверхностноактивный компонент обладает сравнительно высокой температурой плавления, то при определенных условиях адсорбционный слой может оказаться даже частично закристаллизованным при сохранении гомогенности жидкости в целом. Подобные явления можно наблюдать в жидких сплавах Тп В1, Сс1 БЬ, А1
Установлено , что кислород в жидких металлах является иоверхностноактивной примесью. Концентрация кислорода в жидком металле быстро уменьшается при удалении от межфазной границы, а с увеличение сродства металла к кислороду градиент концентрации последнего значительно возрастает И. В отличие от процесса окисления твердого металла, окислению жидкого металлов предшествует растворение в нем кислорода с образованием насыщенного раствора. Ог Д О
О 2е О
2. Согласно этому циклу, сначала происходит диссоциация молекулы кислорода на атомы с их последующей ионизацией растворение кислорода в жидком металле происходит уже в виде ионов. Энтальпия диссоциации кислорода в уравнении 1. Джмоль.