相图与耐火材料(Ⅵ)

(接上期)7三元交互(交换)体系0*如果四种物质存在互换反应:AB+CD幑幐AD+CB,则这种体系称为三元交互(或交换)体系,其相图称为四角相图。对于这种互换反应体系,只要确定其中两种物质的浓度变量,就可算出其全部组元的组成。7.1三元交互体系的组成表示方法三元交互体系在恒压时的最大自由度f=C-P     

相图与耐火材料(Ⅲ)

(接上期)3三元系相图与耐火材料3.1三元系相图的表示方法及浓度等边三角形当压力一定时,由相律f=c-p+1知,f=0时,p=3+1=4,即三元系中最多只能四相平衡共存。当p=1时,f=3-1+1=3,即自由度最多为3,表明有3个独变数。这就是说,要确定三元系的平衡状态,需要知道2个组元的浓度与温度,即确定三元系状态需要一个能代表三元系中两个组元含量的面和一个表示温度坐标的立体图。     

Mo-Si-C三元系组元化学势稳定性相图

收集了Mo-Si－C三元系在1200℃和1600℃下各组元和化合物的热力学数据，估算了Mo-Si－C三元系三元系中三元相T（Mo5Si3C)在1200℃和1600℃下的Gibbs生成自由能，分别为－883.1kJ/mol和1112．7kJ/mol，此数据乃首次报道，利用Mo-Si－C三元系三元系在该温度下的平衡相图以及收休和计算的该三元系的热力学数据，计算了该三元系中各组元的化学势，并作出了相应的化学势稳定性相图，该相图结合平衡相图和热力学、动力学、物质平衡原则，可以从理论上分析和判断固态置换反应原位合成MoSi2-SiC复合材料的反应路径。     

相图与耐火材料(Ⅰ)

相图是耐火材料研究的基础。为了让广大耐火材料工作者更好地了解相图及其在耐火材料中的应用,本刊将在2013年第1—6期中连载陈肇友教授的专题报告"相图与耐火材料"。该报告中重点介绍了单元系耐火材料、二元系相图与耐火材料、三元系相图与耐火材料、四元系相图与耐火材料、含碳耐火材料,同时还介绍了三元交互体系相图、耐火材料中常见的凝聚相稳定存在区域图以及水盐体系材料。     

MgO-Al_2O_3-ZrO_2系相关系辨析

为了阐述应用相图的局限性,评议了MgO-Al_2O_3-ZrO_2系相图和相关文章。在《Phase Equilibria Diagrams》相平衡图册中有两份内容不同的MgO-Al_2O_3-ZrO_2系相图,分别为Fig.10087(Zr-306)和Fig.10087(Zr-307)。前者认为存在一个组成为Mg5Al2.4Zr1.7O12或Mg4.68Al2.64Zr1.68O12的三元化合物;而后者认为是MgAl_2O_4-ZrO_2分系。但问题是缺欠表征X相的显微结构鉴定。需要指出的是,在应用任一相图时受反应动力学限制,只有局部能达到相图预示的平衡。     

三元体系NaCl+NH_4Cl+H_2O 323.15K介稳相关系研究

采用等温蒸发法研究了三元体系NaCl+NH4Cl+H2O 323.15 K时的介稳相关系,测定了该三元体系323.15 K时的介稳平衡数据及平衡液相的密度、折光率等物化性质,绘制了相应的介稳相图及物化性质组成图。结果表明,323.15 K时,该三元体系为简单共饱和型,无复盐和固溶体生成,其介稳相图由1个三元共饱点(E)、2条单变量线和2个结晶相区组成,其中NH4Cl的相区较大,NaCl的相区较小。平衡液相的物化性质随液相组成的变化呈现规律性变化。     

等压相图在尿素工艺上的应用

本文阐述了建立尿素体系等压相图的重要性和必要性,在高压下有化学反应的NH_3CO_-(H_2O+U_r)似三元等压相图的特征和性质,应用等压相图概念,可确定实际尿素流程各工序的工艺条件和塔器参数。     

NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O四元体系298.15K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了三元体系NH_4H_2PO_4-CO(NH_2)_2-H_2O和四元体系NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K下的固液相平衡关系。通过湿渣法与X射线衍射相结合的方法鉴定了平衡固体组成,绘制了298.15 K下该三元体系的平衡相图以及该四元体系的平衡相图和水图。研究结果表明:三元体系NH_4H_2PO_4-CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K时相图中有1个共饱和点、2条单变量曲线、4个区域[分别对应NH_4H_2PO_4和CO(NH_2)_2的共结晶区,NH_4H_2PO_4结晶区,CO(NH_2)_2结晶区,不饱和区]。四元体系NH~+_4,K~+//H_2PO~-_4,CO(NH_2)_2-H_2O在298.15 K时相图中有1个共饱和点、3条单变量曲线、3个结晶区[分别对应CO(NH_2)_2结晶区,(NH_4,K)H_2PO_4固溶体结晶区,(K,NH_4)H_2PO_4固溶体结晶区]。实验结果可为该体系的共结晶研究提供必要的溶解度数据。     

相图及其应用实例 (Ⅱ)三元相图

就受过无机金属材料专业大专教育的科技工作者来说,在大学时代系统学习凝聚系统相平衡和相图时,大都以培养训练看相图的能力作为中心,而且也多以培养训练看三元相图为重点的。这里拟结合Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2系三元相图系统地谈一谈看相图和用相图的一般步骤。对于Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2系相图,我们曾     

聚甲氧基二甲醚+水+正己烷三元体系的液液相平衡

聚甲氧基二甲醚(PODEn)是一种极具应用前景的清洁柴油调和组分。研究了293.15 K、常压下PODE_1+水+正己烷、PODE_2+水+正己烷、PODE_3+水+正己烷、PODE_4+水+正己烷这4组三元体系的液液相平衡。PODE_(1-4)组分的萃取选择性系数S远大于1,表明正己烷作为萃取剂从水溶液中萃取PODE_(1-4)是可行的;经Hand结线关联检验,各体系的相平衡数据具有较高的一致性;采用NRTL和UNIQUAC热力学模型对相平衡数据进行拟合,均方根差计算(RMSD)结果和三元相图分析结果表明NRTL和UNIQUAC都能较好地描述三元体系的液液相平衡。     

三元体系硼酸钾+硼酸铷+水和硼酸铷+硼酸镁+水323 K相平衡

含硼卤水中硼酸根存在形式多样,给硼酸盐的分离纯化带来一定难度,开展含硼体系相平衡研究,可为含硼卤水综合利用工艺制定提供支撑。采用等温溶解平衡法研究了323 K下三元体系硼酸钾+硼酸铷+水和硼酸铷+硼酸镁+水的相平衡关系,测定了上述两个体系平衡时各组分的溶解度和平衡液相密度、折光率,根据溶解度数据和固相组成绘制了三元体系相图、密度-组成图、折光率-组成图。研究发现:两个三元体系均为简单共饱和型,无复盐或固溶体生成。两个三元体系相图均为水合物Ⅰ型相图,由1个共饱点,2条单变量曲线和2个结晶区组成。研究还对三元体系硼酸铷+硼酸镁+水在323和348 K不同温度时的稳定相图作了对比分析和讨论。     

柴油微乳液拟三元相图的研究

绘制了复合表面活性剂(D0821/Tx-4/AEO-3)/正戊醇/柴油/水体系在不同温度及不同正戊醇质量分数时的一系列拟三元相图。结果表明,正戊醇质量分数及温度对拟三元相图及水最大增溶量有很大影响,醇量太大或太小形成的微乳区面积均较小;温度升高,微乳区面积及水最大增溶量也大大减少;随着正戊醇质量分数的增大,每一个温度下的微乳区及其最大增溶水量都逐渐向AEO-3/正戊醇/油角漂移。     

复分解(母液循环)法制纯碱技术研究

一、反应原理用碳酸氢铵与氯化钠复分解反应制取纯碱的反应原理是:Nacl+NH_4HCO_3(?)N_2HCO_3↓+NH_4cl……(1)2NaHCO_3△—→Na_2CO_3+CO_2+H_2O……(2)在平衡状态下(1)式中各物质在水中的浓度是个常数。研究表明:调节其温度与相关的浓度等条件,则平衡右移。对四元系统相图(见图1)进行分析研究可为看出:由于碳酸氢钠溶解度较小,有较大的饱和结晶区域,这有利于反应式(1)的进行。过滤分离碳酸氢钠后的母液下称母液Ⅰ;降低温度,氯化铵结晶区则从 P_2点向左移动到 P_2′P_2″等点。这有利于氯化铵     

ZrO_2-Al_2O_3-SiO_2系的转熔反应

在研究各种熔铸ZAS耐火材料显微结构时发现,有些样品中的莫来石是借转熔反应生成的。这种现象显然是同 或G.Cevales 的ZrO-Al_2O_3-SiO_2系相图不一致。为了验证转熔反应,就两相图的三元不变点区域选取6个组成点配料,熔融后在缓冷和忽冷条件下鉴定其显微结构。发现 和Cevales 不变点组成的试样在缓冷时发生转熔反应。取含有刚玉共析体(C Z)和玻璃相的试样于1650℃、2h热处理,(C Z)同液相进行转熔反应而生成大量莫来石。复又熔融并急冷,莫来石全部分解,又还原成(C Z)共析体和玻璃相的相组合。     

协同效应在WO型微乳液中的作用

本文通过拟三元相图、增溶、电导和表面张力测定等方法,研究了烷基羧酸盐(CnH_(2n+1)COONa)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配在正戊醇存在下对煤油—水体系W/O型微乳液形成的协同效应,发现在整个复配范围内同时出现协同效应和反协同效应。而且,发生协同效应的复配范围是在羧酸盐的高比例区,此时,体系的W/O型微乳区域面积扩大。     

模型煤焦油中酚类萃取的LLE数据测定与关联

针对低温煤焦油中酚类化合物萃取分离的工艺设计和优化所需基础数据的缺失,以环丁砜为萃取剂,分别测定了101.3 kPa下323.15和343.15 K时正庚烷+苯酚/邻甲酚+环丁砜三元体系液液相平衡(LLE)数据和323.15 K时正庚烷+甲苯+苯酚/邻甲酚+环丁砜四元体系的LLE数据,并将结果绘制在三元相图中。利用Bachman方程和Hand方程对实验数据进行了可靠性检验,相关系数R2大于0.98,表明实验数据可靠性较好。采用NRTL模型和UNIQUAC模型对实验数据进行关联,并对二元交互作用参数进行回归。2种模型的均方根偏差均小于1%。结果表明二者均能成功地对LLE实验数据进行关联,相应的二元交互作用参数可用于分离工艺的设计和优化。     

SigmaPlot软件在相图绘制中的应用

为了能快速、精确地绘制满意的二元、三元系的平衡相图,本文应用SigmaPlot软件处理二元、三元相图实验数据及绘制图相图。结果表明,用SigmaPlot对实验数据作处理,解决了实验中数据多、处理麻烦、手工作图误差大等问题,使处理过程简单、快捷,提高了效率和准确性。     

相图与耐火材料(Ⅳ)

(接上期)4四元系相图与耐火材料4.1 MgO-CaO-Al2O3-SiO2四元系相图与耐火材料在MgO-CaO-Al2O3-SiO2四元系内形成的化合物与固溶体如图83所示。例如,镁黄长石(即镁方柱石)C2MS2与铝黄长石(即铝方柱石)C2AS能形成连续固溶体,即黄长石。这类固溶体经常是高炉渣与化铁炉渣的组成部分。     

尿素体系等压相图及其应用

本文在总结前人相图基础上,推出了等压全相图概念,以满足尿素工艺的需要。文章进而论述了尿素体系等压NH_3-CO_2-H_2O三元系和NH_3-CO_2-(H_2O Ur)似三元系(H_2O/Ur为定值)的构成及性质,以及它们在尿素工艺回收工序和分离工序的实际用途。     

煤矿废弃物泡沫隔热陶瓷的组成结构及物性一体化设计

通过实验研究原材料配比对泡沫隔热陶瓷性能的影响,并借鉴三元相图的分析方法,设计由煤矸石+页岩、滑石、抛光渣用量组成的三元相图,探索材料的组成结构及性能一体化设计途径。研究表明,煤矸石+页岩用量(煤矸石与页岩的比例为4∶1)、滑石用量和抛光渣用量分别控制在65~70%、10~15%和20~25%,制备出的泡沫隔热陶瓷表观密度小于1 g/cm~3,孔隙率大于50%且吸水率小于1%。