Na_3AlF_6-K_3AlF_6-AlF_3-LiF-CaF_2-MgF_2熔体中Al_2O_3的溶解度

采用旋转刚玉片-氮氧分析法研究中熔体中K_3AlF_6、LiF和AlF_3含量对其Al_2O_3溶解度的影响,探讨熔体物相组成、温度及过热度对Al_2O_3溶解度的影响机制。结果表明:K_3AlF_6、LiF及AlF_3通过影响熔体物相组成对Al_2O_3溶解度产生影响;K_3AlF_6的添加有助于提高熔体Al_2O_3溶解度,但LiF和AlF_3的添加会对熔体Al_2O_3溶解度产生不利影响。在相同熔体温度条件下,与过热度相比较,K_3AlF_6对Al_2O_3溶解度的影响较大,且Al_2O_3溶解度随K_3AlF_6含量的增加而增加,且增加幅度分别为0.46%和0.16%;LiF含量的增加会使熔体Al_2O_3溶解度显著减低,降幅最高可达21.64%。在相同温度下,AlF_3对熔体Al_2O_3溶解度影响较小;但在相同过热度条件下,AlF_3含量的增加将明显降低Al_2O_3的溶解度,降幅最高可达8.20%。     

CaF_2基熔渣中MgO的活度

以化学平衡法在N_(Al_2O_3)≤0.16,N_(MgO)≤0.30,N_(CaO)≤0.30范围内于1600和1650℃测定了CaF_2基电渣熔渣中MgO活度,研究了MgO,Al_2O_3和CaO对MgO活度的影响。绘制了CaF_2-MgO-Al_2O_3系和CaF_2-MgO-CaO-Al_2O_3(N_(Al_2O_3)=0.07)系MgO等活度线的组成图。α_(MgO)随N_(MgO)增加而增大。Al_2O_3于1600℃是强烈降低γ_(MgO)的物质;而在1650℃,当N_(MgO)<0.15时,Al_2O_3却是提高γ_(MgO)的物质;N_(MgO)为0.16附近存在Al_2O_3对α_(MgO)影响不敏感区。     

ACTIVITY OF MgO IN MOLTEN SLAGS WITH CaF_2 BASE

以化学平衡法在N_(Al_2O_3)≤0.16,N_(MgO)≤0.30,N_(CaO)≤0.30范围内于1600和1650℃测定了CaF_2基电渣熔渣中MgO活度,研究了MgO,Al_2O_3和CaO对MgO活度的影响。绘制了CaF_2-MgO-Al_2O_3系和CaF_2-MgO-CaO-Al_2O_3(N_(Al_2O_3)=0.07)系MgO等活度线的组成图。α_(MgO)随N_(MgO)增加而增大。Al_2O_3于1600℃是强烈降低γ_(MgO)的物质;而在1650℃,当N_(MgO)<0.15时,Al_2O_3却是提高γ_(MgO)的物质;N_(MgO)为0.16附近存在Al_2O_3对α_(MgO)影响不敏感区。     

La_2O_3-Al_2O_3-CaF_2三元渣系中La_2O_3的活度

实验测得La_2O_3-Al_2O_3-CaF_2三元渣系不同组成时La_2O_3的活度,并作出等活度图;同时确定该渣系在1600℃下的熔化区域。活度测定所依据的反应为 (La_2O_3) 3C2[La]Sn 3CO↑由实验结果得知:当La_2O_3浓度不变时,La_2O_3活度随CaF_2浓度的增加或Al_2O_3浓度的减少而增加;当CaF_2或Al_2O_3浓度不变时,La_2O_3活度都随La_2O_3浓度的增加而增加。     

ACTIVITY OF La_2O_3 IN LIQUID La_2O_3-Al_2O_3-CaF_2 SLAGS

实验测得La_2O_3-Al_2O_3-CaF_2三元渣系不同组成时La_2O_3的活度,并作出等活度图;同时确定该渣系在1600℃下的熔化区域。活度测定所依据的反应为 (La_2O_3)+3C2[La]Sn+3CO↑ 由实验结果得知:当La_2O_3浓度不变时,La_2O_3活度随CaF_2浓度的增加或Al_2O_3浓度的减少而增加;当CaF_2或Al_2O_3浓度不变时,La_2O_3活度都随La_2O_3浓度的增加而增加。     

DETERMINATION OF THE ACTIVITY OF LANTHANUM OXIDE IN ESR SLAGS

介绍了化学平衡法测量La_2O_3活度的原理、方法和设备并测量了以CaF_2为基的电渣炉渣的La_2O_2活度及CaO,MgO和Al_2O_3,对La_2O_3活度的影响。结果表明,在La_2O_3-CaF_2二元系中,aLa_2O_3随La_2O_3浓度而迅速提高’其定量关系为aLa_2O_3=N_(La_2O_3)~1.59),即CaF_2是降低γ_(La_2O_3的物质。在多元系中,CaO,MgO是增加γLa_2O_3的物质,但由于CaO的碱度较强,其对aLa_2O_3的影响也较明显。Al_2O_3则使γLa_2O_3降低,含量超过5％影响更强烈。在假定CaF_2,CaO,MgO等对aLa_2O_3的影响不产生交互作用时,得出La_2O_3活度的普遍近似计算式。     

稀土渣中氧化镧活度的测定

介绍了化学平衡法测量La_2O_3活度的原理、方法和设备并测量了以CaF_2为基的电渣炉渣的La_2O_2活度及CaO,MgO和Al_2O_3,对La_2O_3活度的影响。结果表明,在La_2O_3-CaF_2二元系中,aLa_2O_3随La_2O_3浓度而迅速提高’其定量关系为aLa_2O_3=N_(La_2O_3)~1.59),即CaF_2是降低γ_(La_2O_3的物质。在多元系中,CaO,MgO是增加γLa_2O_3的物质,但由于CaO的碱度较强,其对aLa_2O_3的影响也较明显。Al_2O_3则使γLa_2O_3降低,含量超过5%影响更强烈。在假定CaF_2,CaO,MgO等对aLa_2O_3的影响不产生交互作用时,得出La_2O_3活度的普遍近似计算式。     

铝熔体中夹杂物与氢相互关系的分子动力学模拟探索

运用分子动力学模拟方法对铝熔体中夹杂物与氢气关系进行研究,从径向分布函数、均方位移、配位数等方面分析Al_2O_3对铝熔体中氢扩散行为的影响。模拟结果表明,Al_2O_3夹杂物会破坏铝熔体中铝原子的有序排列,形成空位,大量的氢在空位上聚集,为氢气泡的形成创造条件,且在一定范围内,铝熔体中Al_2O_3原子含量越高,氢的聚集程度越大。A356铝屑再生试验进一步表明杂气是相互依存和作用的,排杂是除气的基础。     

液态CaO-SiO_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2渣中CaO的活度

利用石灰的加碳还原反应,设计了一个新的研究方法,以直接测定液态高炉型渣中CaO的活度.这一方法的成功,依靠溶剂金属的正确选择以降低熔液中钙的化学位,而使金属钙量提高到可以用化学分析测定的水平.我们估计钙在锡稀溶液中的活度系数很小,可能符合于我们的要求,因此研究了下列反应:CaO+C(石墨)=Ca(锡)+CO(气).以测定液态CaO-SiO_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2渣中CaO的活度,在上式中符号下波纹线表示溶于渣中的组分,直线表示溶子金属中的组分,下同.对于CaO-Si0_2系,应用Gibbs-Duhem关系从CaO活度值算出了SiO_2的活度值,并根据一个统计力学模型讨论了活度曲线的形状.从CaO-Al_2O_3-SiO_2系的研究结果,可知在所研究的整个碱度范围內,渣中存在10%Al_2O_3都使CaO的活度增加;当Al_2O_3为20%时,则对CaO活度的影响视碱度不同而异.对Al_2O_3的这种行为,根据炉渣的离子结构理论提出了解释.     

ACTIVITY OF CaO IN LIQUID CaO-SiO_2 AND CaO-Al_2O_3-SiO_2 SLAGS

利用石灰的加碳还原反应,设计了一个新的研究方法,以直接测定液态高炉型渣中CaO的活度.这一方法的成功,依靠溶剂金属的正确选择以降低熔液中钙的化学位,而使金属钙量提高到可以用化学分析测定的水平.我们估计钙在锡稀溶液中的活度系数很小,可能符合于我们的要求,因此研究了下列反应:CaO+C(石墨)=Ca(锡)+CO(气).以测定液态CaO-SiO_2和CaO-Al_2O_3-SiO_2渣中CaO的活度,在上式中符号下波纹线表示溶于渣中的组分,直线表示溶子金属中的组分,下同.对于CaO-Si0_2系,应用Gibbs-Duhem关系从CaO活度值算出了SiO_2的活度值,并根据一个统计力学模型讨论了活度曲线的形状.从CaO-Al_2O_3-SiO_2系的研究结果,可知在所研究的整个碱度范围內,渣中存在10%Al_2O_3都使CaO的活度增加;当Al_2O_3为20%时,则对CaO活度的影响视碱度不同而异.对Al_2O_3的这种行为,根据炉渣的离子结构理论提出了解释.     

MgO和MgAl_2O_4与纯Al间的界面结构特性及其形核作用

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等手段研究AlMg合金中常见氧化物MgO与MgAl_2O_4的异质形核作用。结果表明:高温下Al熔体与MgO、MgAl_2O_4发生化学反应,在接触界面处生成Al_2O_3;其中Al/MgO为多步反应,MgAl_2O_4是其反应的中间产物。反应层Al_2O_3阻隔液态Al与MgO、MgAl_2O_4基底的直接接触,在一定程度上抑制MgO和MgAl_2O_4对Al的形核作用。Al/MgO、Al/MgAl_2O_4界面反应腐蚀原MgO与MgAl_2O_4的外露晶面,使新生的Al_2O_3晶粒呈离散化生长。Al/Al_2O_3、Al/MgO和Al/MgAl_2O_4形核界面的透射分析结果表明,无论是新生相Al_2O_3或原MgO与MgAl_2O_4,均可作为异质相基底触发Al的异质形核过程,但具有不同的形核潜力。     

SURFACE TENSION OF LIQUID Ni-P AND Ni-Zr-P ALLOYS AND THEIR WETTABILITY ONTO ALUMINA

利用卧滴法(Sessile drop method)测定了液态Ni-P和Ni-Zr-P合金的表面张力以及熔体与Al_2O_3的润湿性,并用AES测定了磷在上述合金表面层中沿深度的分布。结果表明,磷在液Ni中为表面活性元素,当Ni中有少量Zr存在时,促进磷更加明显地降低液Ni的表面张力,磷在液Ni表面的最大吸附值与AES实测值相近.Ni-P熔体对Al_2O_3的润湿性与磷的含量有关;当合金中含有少量Zr时,其润湿性降低。此外,还测定了镍基合金与Al_2O_3界面的表观剪切强度。     

铝熔体的除气和过滤(2)

四、过滤 1.过滤器种类铝熔体过滤用的过滤器,使用温度比较低。所以,原材料的选择范围很宽。现在正在使用的过滤器材质有SiO_2,Al_2O_3、2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2、2Al_2O_3·2SiO_2、石墨等,形状有网状、球状、片状、多孔管或板状等。有代表性的过滤器外观如图7所     

液态Ni-P,Ni-Zr-P系的表面张力及其对Al_2O_3的润湿性

利用卧滴法(Sessile drop method)测定了液态Ni-P和Ni-Zr-P合金的表面张力以及熔体与Al_2O_3的润湿性,并用AES测定了磷在上述合金表面层中沿深度的分布。结果表明,磷在液Ni中为表面活性元素,当Ni中有少量Zr存在时,促进磷更加明显地降低液Ni的表面张力,磷在液Ni表面的最大吸附值与AES实测值相近.Ni-P熔体对Al_2O_3的润湿性与磷的含量有关;当合金中含有少量Zr时,其润湿性降低。此外,还测定了镍基合金与Al_2O_3界面的表观剪切强度。     

碳、锰、硫和氧对铁液与氧化铝间的附着功及相间能的影响

利用卧滴法同时测定了铁液及其合金(Fe-C,Fe-Mn,Fe-S,Fe-O) 的表面张力和熔体在Al_2O_3面上的接触角。利用这些数据计算了铁液及其合金对Al_2O_3的附着功和相间能。根据Gibbs等温吸附方程计算了C,Mn,S,O在相界上的吸附值。     

ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДА, МАРГАНЦА, СЕРЫ И КИСЛОРОДА НА РАБОТУ АДГЕЗИИ ЖИДКОГО ЖЕЛЕЗА К Al_2O_3 И НА ИХМЕЖФАЗОВУЮ ЭНЕРГИЮ

利用卧滴法同时测定了铁液及其合金(Fe-C,Fe-Mn,Fe-S,Fe-O) 的表面张力和熔体在Al_2O_3面上的接触角。利用这些数据计算了铁液及其合金对Al_2O_3的附着功和相间能。根据Gibbs等温吸附方程计算了C,Mn,S,O在相界上的吸附值。     

ACTIVITY OF CaO IN LIQUID CaO-SiO_4-Al_2O_3 SYSTEM

本文以Sn为溶剂金属,直接用“渣-金属”化学平衡法,在较大组成范围内测定了CaO-Si0_2-Al_2O_3三元熔渣中CaO的活度。成功地用图示推测法推测了较难直接获得实验结果的低CaO浓度范围内CaO的活度。应用本文实验结果和数据分析得到了该渣系中较全面的等CaO活度曲线图,并对Al_2O_3在该渣系中的酸碱性行为进行了探讨。     

CaO-SiO_2-Al_2O_3熔渣中CaO的活度

本文以Sn为溶剂金属,直接用“渣-金属”化学平衡法,在较大组成范围内测定了CaO-Si0_2-Al_2O_3三元熔渣中CaO的活度。成功地用图示推测法推测了较难直接获得实验结果的低CaO浓度范围内CaO的活度。应用本文实验结果和数据分析得到了该渣系中较全面的等CaO活度曲线图,并对Al_2O_3在该渣系中的酸碱性行为进行了探讨。     

铝的脱气和熔体过滤(下)

四、过滤 1.过滤器的种类过滤铝熔体的过滤器,由于使用温度较低,原材料的选择面很宽,目前使用的过滤器的材质有SiO_2、Al_2O_3、2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2(堇青石)、3Al_2O_3·2SiO_2(莫来石)、石墨等,形状有十字形(网状)、球状、片状、多孔管状或板状等。具有代表性的过滤器的外形示于图7。这些过滤器的主要特性见表6。     

原位反应制备Al_2O_(3(p))/Al复合材料机理研究

研究借助半固态技术,在较低温度下向铝合金熔体中搅拌加入反应物SiO_2颗粒,并通过熔体原位反应制备了Al_2O_(3(p))/Al复合材料。在加入SiO_2颗粒的同时,加入了适量Mg块以促使在颗粒表面发生三元反应,可提高颗粒的润湿性。熔体温度升至880℃时,在超声共同作用下,SiO_2与Al反应生成Al_2O_3增强颗粒,基体组织得到改善。研究表明,该复合材料中的颗粒细小均匀。