EQUILIBRIA OF Ce-Al-O AND Nd-Al-O IN MOLTEN IRON

本工作应用放射性同位素技术和无水电解液电解法测定铁液中溶解态稀土的含量,用直接比色法分析和计算铁液中溶解态的Al含量,在稀土作用过的Al_2O_3坩埚内,使用ZrO_2(MgO)固体电解质浓差电池直接测定铁液中溶解态的氧活度。用外推法求得铁液中RE-Al-O平衡常数K_(REAlO_3)和相互作用系数e_(RE)~(Al)与温度的关系式。 对于CeAlO_(3(2))=[Ce]+[Al]+3[O]平衡反应 lgK_(CeAlO_3)=-37900/T+5.84 △G_(CeAlO_3)~0=173400-26.7T(cal/mol) e_(Ce)~(Al)=20500/T-13.53 对于NdAlO_(3(3))=[Nd]+[Al]+3[O]平衡反应 lgK_(NdAlO_3)=-24700/T+O.69 △G_(NdAlO_3)~0=113030-3.16T(cal/mol) e_(Nd)~(Al)=13500/T-9.33     

DETERMINATION OF EQUILIBRIUM CONSTANT OF Ce-O OR Nd-O IN LIQUID IRON

自射线照相表明,铁液中的 Ce,Nd 与 MgO,CaO 坩埚均有明显的作用.在保证Ce,Nd 与坩埚充分作用以达到平衡的条件下,应用放射性同位素~(141)Ce,~(147)Nd 及有机电解液电解法测定了铁液中溶解之 Ce,Nd 含量.用 ZrO_2(MgO)管组成的固体电解质电池测定了铁液中溶解氧的活度.计算出1550—1650℃范围内 Ce-O,Nd-O 平衡常数.对于反应 Ce_2O_(3(s))=2[Ce]+3[O]△G*_(Ce_2O_3)451150-161.68TlgK_(Ce_2O_3)=-(98611)/T+35.34对于反应 Nd_2O_3=2[Nd]+3[O]△G*_(Nd_2O_3)=375010-123.7TlgK_(Nd_2O_3)=-(81970)/T+27.04Nd 溶解于铁液的标准自由能 Nd(1)=[Nd]_(1%)△G*_(Nd)=19790-30.40Tlgγ*_(Nd)=(4326.1)/T-4.154     

纯铁液中Ce-O,Nd-O平衡常数的测定

自射线照相表明,铁液中的 Ce,Nd 与 MgO,CaO 坩埚均有明显的作用.在保证Ce,Nd 与坩埚充分作用以达到平衡的条件下,应用放射性同位素~(141)Ce,~(147)Nd 及有机电解液电解法测定了铁液中溶解之 Ce,Nd 含量.用 ZrO_2(MgO)管组成的固体电解质电池测定了铁液中溶解氧的活度.计算出1550—1650℃范围内 Ce-O,Nd-O 平衡常数.对于反应 Ce_2O_(3(s))=2[Ce] 3[O]△G*_(Ce_2O_3)451150-161.68TlgK_(Ce_2O_3)=-(98611)/T 35.34对于反应 Nd_2O_3=2[Nd] 3[O]△G*_(Nd_2O_3)=375010-123.7TlgK_(Nd_2O_3)=-(81970)/T 27.04Nd 溶解于铁液的标准自由能 Nd(1)=[Nd]_(1%)△G*_(Nd)=19790-30.40Tlgγ*_(Nd)=(4326.1)/T-4.154     

A STUDY OF EQUILIBRIUM OF Y-S IN MOLTEN Ni~+

用直接平衡法研究了1500,1550,1600℃Ni液中Y-S平衡关系,测定了钇的脱硫常数lgK_(YS)及Y,S的一阶活度相互作用系数e_S~Y与温度的关系,并进行了有关的热力学计算。由测得的数据算出Ni液中YS的标准生成自由能△G_((Y)S),钇的标准溶解自由能△G_((Y)(l)→[Y]Ni),活度系数γ_Y~o,以及钇的克原子分数自相互作用系数∑_Y~Y和百分浓度自相互作用系数e_Y~Y与温度的关系。 对于反应[Y]_(Ni)+[S]_(Ni)=YS_(s) △G_((Y)S)=-215000+95.53T(cal/mol)脱硫常数: lgK_(YS)=-47000/T+20.86 e_S~Y=-350200/T+179 △G_((Y)(l)→[Y]Ni)=126200-79.31T(cal/mol) lgγ_(Y)=27584/T-15.151 ∑_Y~Y=-127T05/T+69.79 e_Y~Y=-364.8/T+0.2018     

铝—铈—锰和铝—铈—锌溶液体系的热力学性质

采用金属溶液-固相产物直接平衡法,研究了铝基溶液中铈与锰、铈与锌的相互作用。结果表明,800℃时,铝-铈-锰溶液体系中有平衔产物 AlCe_2Mn_3存在,其标准生成自由能为△G_(AlCe2Mn3)~0=-159.3kJ/mol;反应 AlCe_2Mn_(3(s))=Al_(1)+2[Ce]+3[Mn]的平衡常数为 K_(AlCe2Mn3)=1.76×10~(-8);铈与锰的相互作用系数为 e_(Ce)~(Mn)=-5.19,e_(Mn)~(Ce)=-2.03,ε_(Ce)~(Mn)=ε_(Mn)~(Ce)=-2430。700℃时,铝-铈-锌溶液体系中存在两种平衡产物:Al_2CeZn_2和Ce_3Al_(11),前者的标准生成自由能为△Gu_(Al2CeZn2)~0=-81.0kJ/mol,平衡反应 Al_2CeZn_(2(s))=2Al_(1)+[Ce]+2[Zn]的平衡常数为 K_(Al2CeZn2)=4.48×10~(-5),铈与锌的相互作用系数为 e_(Ce)~(Zn)=-5.54,e_(Zn)~(Ce)=-2.59,ε_(Ce)~(Zn)=ε_(Zn)~(Ce)=-3088。     

Ni液中Y-S平衡的研究

用直接平衡法研究了1500,1550,1600℃Ni液中Y-S平衡关系,测定了钇的脱硫常数lgK_(YS)及Y,S的一阶活度相互作用系数e_S~Y与温度的关系,并进行了有关的热力学计算。由测得的数据算出Ni液中YS的标准生成自由能△G_((Y)S),钇的标准溶解自由能△G_((Y)(l)→[Y]Ni),活度系数γ_Y~o,以及钇的克原子分数自相互作用系数∑_Y~Y和百分浓度自相互作用系数e_Y~Y与温度的关系。对于反应[Y]_(Ni) [S]_(Ni)=YS_(s) △G_((Y)S)=-215000 95.53T(cal/mol)脱硫常数: lgK_(YS)=-47000/T 20.86 e_S~Y=-350200/T 179 △G_((Y)(l)→[Y]Ni)=126200-79.31T(cal/mol) lgγ_(Y)=27584/T-15.151 ∑_Y~Y=-127T05/T 69.79 e_Y~Y=-364.8/T 0.2018     

THERMODYNAMICS OF Fe-Nb-Ce LIQUID SOLUTIONS CONTAINING TRACE O,S AND C

The solid oxide electrolyte galvanic cell represented by Mo/Cr,Cr_2O_3//ZrO_2(MgO)//[O],Ce_2O_2S/Mo+ZrO_2 ceramic-metal,Mo have been used to study the thermodynamic proper-ties of Fe-Nb-Ce solution containing trace carbon at 1600℃.The equilibrium constant forthe reaction Ce_2O_2S=2[Ce]+2[O]+[S] and the standard free energy of formation of Ce_2O_2Shave been determined in liquid iron at 1600℃ as K=4.395×10~(-15).ΔG_(Ce_2)O_2S=-514.786kJ·mol~(-1).The interaction coefficients between cerium and niobium are found to hee_(Nd)~(Ce)=-2.306,e_(Nd)~(Ce)=-3.481.The equilibrium products began to contain the compound NbC with the increase of Nhconcentration in the condition of trace carbon.The formation of NbC is discussed in thiswork.The standard free energy of formation of NbC in liquid iron at 1600℃ have been de-termined as ΔG_(NbC)=-87.111 kJ·mol~(-1).     

Fe-La-O-S系平衡的研究

本实验采用ZrO_2(MgO)固体电解质氧浓差电池直接测定氧的活度,用放射性测量技术及低温无水电解分离夹杂的方法,考察了电解分离过程中La_2O_2S的稳定性并测定了铁液中溶解态的La含量,对实验数据用平衡值外推法处理得到: 1550℃ K_(La_2O_2S)=3.81×10~(-19) e_S~(La)=-4.1 1600℃ K_(Li_2O_2S)=6.45×10~(-19) e_S~(La)=-4.8 1650℃ K_(Li_2O_2S)=7.41×10~(-19) e_S~(La)=-4.2 La_((1))=[La] △G_(sol)~0=-136700 59.82T,γ_(La)~0=0.33(1873K) 实验结果表明La具有比Ce,Nd,Y更强的脱硫氧能力。     

INTERACTION OF Ce AGAINST Cu,P OR Ti IN Fe-BASE SOLUTION

The equilibrium product in Fe-Cu-Ce,Fe-P-Ce or Fe-Ti-Ce solution have ben Mentifiedto be Ce_2O_2S,but not the intermetallic compounds of Ce against Cu,P or Ti.The equilibriumeonstant of Ce_2O_2S=2[Ce]+2[O]+[S] and the interaction coefficients between solutes inFe-base solution have been determined as follows:K_(Ce_2O_2S)=2.57×10~(-5)e_(Ce)~(Cu)=-0.49;e_(Ce)~P=1.77;e_(Ce)~(Ti)=-3.62e_(Cu)~(Ce)=-0.22;e_P~(Ce)=0.39;e_(Ti)~(Ce)=-1.23ε_(Ce)~(Cu)=-128.0;ε_(Ce)~P=-224.1;ε_(Ce)~(Ti)=-710.0Ce decreases the activities of Cu and Ti in Fe-base solution and increases their solubifities,aswell as increases the activity of P and decreases its solubility.     

Fe液中Ba—O,Ba—S,Ba—P平衡的研究

应用Ba蒸气平衡法,在密封Mo反应室内,用自制的TiN和BaS坩埚,进行了纯Fe液中Ba—O,Ba—S,Ba—P平衡的研究。得到反应:BaO_(s)=[Ba]+[O]的标准自由能ΔG°_(wt-%)=188500+38.3T J/mol,e_O~(Ba)=624-1.25×10~6/TBaS_(S)=[Ba]+[S]的标准自由能ΔG°_(wt-%)=469100-111T J/mol,e_S~(Ba)=826-1.64×10~6/T1873K下,反应Ba_3P_2=3[Ba]+2[P]的K_(Ba_3P_2)=7.76×10~(-18),e_(Ba)~P=0.95,ΔG°_(wt-%)=613200 J/mol。     

溶铁中Ce-S-O平衡的研究

用直接法研究1600℃时溶铁中Ce-S-O平衡关系,测定了Ce的脱氧、脱硫、脱硫氧常数,并进行了有关的热力学探讨.由测得数据算出Ce的溶解自由能(△G_溶~0);活度系数(γ_(Ce)~0);克原子分数和百分浓度的交互作用系数ε_(Ce)~(Ce),e_(Ce)~(Ce);生成Ce_2O_2S的自由能△G_(Ce_2O_2S)~0.     

含有微量O,S,C的Fe—Nb—Ce溶液热力学性质的研究

利用下列组装的固体电解质定氧电池Mo/Cr,Cr_2O_3//ZrO_2(MgO)//[O],Ce_2O_2S/Mo+ZrO_2金属陶瓷,Mo.在1600℃温度下对含微量C的Fe-Nb-Ce溶液进行热力学性质的研究。实验测得1600℃时Fe液中反应Ce_2O_2S=2[Ce]+2[O]+[S]的平衡常数和Ce_2O_2S的标准生成自由能分别为K=4.395×10~(-15),ΔG°_(Ce_2O_2S)=-514.786kJ·mol~(-1);Ce与Nb的活度相互作用系数为e_(Nb)~(Ce)=-2.306,e_(Ce)~(Nb)=-3.481。 随着Nb含量的增加,在微量碳含量的条件下,产物中存在NbC化合物,本文对NbC的生成问题进行了探讨,并得到1600℃时,Fe液中NbC的标准生成自由能为ΔG°_(NbC)=-87.111kJ·mol~(-1)。     

EQUILIBRIUM OF Fe-La-O-S SYSTEM

本实验采用ZrO_2(MgO)固体电解质氧浓差电池直接测定氧的活度,用放射性测量技术及低温无水电解分离夹杂的方法,考察了电解分离过程中La_2O_2S的稳定性并测定了铁液中溶解态的La含量,对实验数据用平衡值外推法处理得到: 1550℃ K_(La_2O_2S)=3.81×10~(-19) e_S~(La)=-4.1 1600℃ K_(Li_2O_2S)=6.45×10~(-19) e_S~(La)=-4.8 1650℃ K_(Li_2O_2S)=7.41×10~(-19) e_S~(La)=-4.2 La_((1))=[La] △G_(sol)~0=-136700+59.82T,γ_(La)~0=0.33(1873K) 实验结果表明La具有比Ce,Nd,Y更强的脱硫氧能力。     

A STUDY OF THE EQUILIBRIUM OF Ce-S-O IN MOLTEN IRON

用直接法研究1600℃时溶铁中Ce-S-O平衡关系,测定了Ce的脱氧、脱硫、脱硫氧常数,并进行了有关的热力学探讨.由测得数据算出Ce的溶解自由能(△G_溶~0);活度系数(γ_(Ce)~0);克原子分数和百分浓度的交互作用系数ε_(Ce)~(Ce),e_(Ce)~(Ce);生成Ce_2O_2S的自由能△G_(Ce_2O_2S)~0.     

Fe-C-Sb溶液中C与Sb相互作用的研究

测定了1300,1400,1500℃温度下,在铁液中Sb对碳的溶解度的影响,碳的溶解度随Sb量的增加而减小,推算出碳饱和铁液中Sb与C的相互作用系数与温度的关系。＊e_C~(Sb)=11.309/T+0.0025 ＊e_(Sb)~C=128.023/T-0.0219 Fe基稀溶液中Sb与C的相互作用系数与温度的关系: e_C~(Sb)=14.204/T+0.025;e_(Sb)~C=120.541/T+0.227 ε_C~(Sb)=ε_(Sb)~C=6026.75/T+11.958 估算出1600℃时＊e_C~(Sb)=0.0085,e_C~(Sb)=0.033,e_(Sb)~C=0.295,ε_C~(Sb)=ε_(Sb)~C=15.36。结果表明,相互作用系数随温度的变化不明显。     

Al液中溶解态La活度的研究

以多晶La_(0.95)Ca_(0.05)F_(2.95)作固体电解质,LaNi_5-Ni合金作参比电极,Mo丝作电极引线,组成稀土La传感器,直接测定了1023K时Al液中不同La浓度时溶解态La的活度其结果与用氧探头测定的氧浓差电动势的变化规律相符合,遵从La的脱氧平衡规律同时还获得了1023K时Al-La稀溶液体系中有关的热力学数据: △G_(La)=-175.2kJ/mol,γ_((La)(s))=5.85×10~(-7) ε_(La)~(La)=28.7,e_(La)~(La)=0.024     

THERMODYNAMIC PROPERTIES OF Fe-V-Ce LIQUID SOLUTION

Thermodynamic properties of the Fe-V-Ce liquid solutions have been studied in the tempera-ture range of 1550-1650℃. The temperature dependences of the equilibrium constants of re-action Ce_2O_2S = 2[Ce]+2[O]+[S] and the standard free energy of formation of Ce_2O_2S havebeen obtained. The temperature dependences of the interaction coefficients e_v~(Ce) and e_(Ce)~v havealso been determined.     

Fe-C-Pb,Fe-C_(sat)-Pb-Ce溶液中Pb与C,Pb与Ce的相互作用

用Mo反应室密封,Pb蒸气-Fe液平衡法研究了1300—1400℃范围内Fe-C-Pb溶液的热力学性质,通过测定C对Pb在Fe液中的溶解度的影响,求得C与Pb的一阶、二阶活度相互作用系数与温度的关系: e_(Pb)~C=9205(1/T)-4.578;γ_(Pb)~C=-1047(1/T)+0.512 用石墨坩埚石英管真空密封装置,Pb蒸气-Fe液平衡法测得1300℃时Fe-C_(sat)-Pb-Ce溶液中Ce与Pb的活度相互作用系数:e_(Pb)~(ce)=-2.11;e_(ce)~(Pb)=-1.43.     

EQUILIBRIUM OF Y-S-O IN LIQUID Ni

由低温无水电解稀土夹杂物和固体电解质定氧活度测得Ni液中钇的脱硫氧常数与温度的关系:lgKr_2o_2s=-(33146)/T+3.85,(1500-1600℃)钇的硫氧化物在Ni液中的标准生成自由能与温度的关系:2[Y]+2[O]+[S]=Y_2O_2S_(s),(1500—1600℃)△G°=151640+17.61T(cal/mol)=-634460+73.69T(J/mol)由实验测得数据经热力学分析计算得到1600℃Ni液中[Y]-[S]-[O]平衡立体图及α_o-α_s平衡相图,为理论上预测夹杂物生成的先后次序及类型提供了依据.并给出了Ni液中加钇控制夹杂物形态公式,钇的加入量与氧,硫含量之间的函数关系.     

铁液中稀土元素-硫平衡的研究

本文应用放射性同位素,通过测定电解液内的稀土元素(RE)含量(排除了夹杂状态存在的稀土量),测定了纯铁液中Ce-S,La-S和Nd-S平衡常数及相互作用系数。在1600℃ K_(CeS)=2.70×10~(-6) e_S~(Ce)=-2.36 K_(LaS)=7.41×10~(-7) e_S~(La)=-1.51 K_(NdS)=2.57×10~(-6) e_S~(Nd)=-1.54 在Fe-Ce-S-C系统中,测定了Ce,S浓度积和[％C]之关系,并测得e_(Ce)~C=-0.43。分析了前人所测平衡常数偏高的原因。