镍液中Al—C平衡研究

利用X-射线衍射分析及扫描电镜与能谱分析,观察了镍液中Al_4C_3的形成;通过镍液中Al-C平衡,测定了活度相互作用系数e_c~c=2.30。     

CoSO_4—H_2SO_4—H_2O系活度的研究

本文就湿法提取冶金过程中的溶液各组份活度进行了实验性研究,得出了298K下,CoSO_4—H_2SO_4—H_2O系中水的活度、CoSO_4及H_2SO_4的活度系数随组份浓度变化的规律。以Zdanosvskii线性规则进行指导性实验,成功地用等压法测定了水的活度,对以往的等压法装置进行了简易化,操作方便,系统误差小。采用电动势法测定了H_2SO_4的活度系数,并以之与Mckay—Perring计算法得到的H_2SO_4的活度系数进行比较,证明在H_2SO_4浓度0.1—1.0mol/kg范围内,Mckay—Perring计算法的精度随H_2SO_4浓度的增大而增大。     

关于1873K下铁液中铝脱氧平衡热力学的讨论

基于前人的实验结果和已有的热力学数据,通过热力学计算分析了Fe-Al-O三元系的反应产物、反应平衡常数,以及活度系数对铝脱氧化学平衡的影响.计算结果表明,在炼钢过程中,Fe-Al-O三元系的反应产物为Al2O3;当w[Al]0.1%时,已有的热力学数据给出的铝脱氧平衡反应曲线呈现出相似的规律(钢中w[O]随着w[Al]的增加而减少);如果采用日本学术振兴会给出的标准吉布斯自由能,并忽略二阶相互作用系数,在w[Al]接近3.5%时会给出错误解;铝脱氧的标准吉布斯自由能和相互作用系数采取Itoh的建议值,则可给出合理的结果;铝脱氧平衡曲线"上翘"的原因是一阶活度系数影响的结果,二阶相互作用系数仅减小铝氧平衡曲线"上翘"的程度.     

改进的MIVM在Cd-Cu-Zn合金的活度计算和气液平衡研究

在湿法炼锌的冶炼过程中，通过锌粉置换硫酸锌溶液中的铜和镉，采用真空蒸馏技术综合回收利用高镉渣是一项重要的工艺。本文采用改进的分子相互作用体积模型(M-MIVM)对Cd-Cu-Zn合金的活度进行了预测，并以此为基础，预测了Cd-Cu-Zn合金在真空蒸馏过程中的气液平衡。结果表明，在二元合金中的活度实验值与模型计算值比较中，M-MIVM的总平均标准偏差0.003 7,相较于传统的局部组成模型有更好的精确度和稳定性。本文研究可为高纯镉的生产以及粗镉的综合回收利用提供较为准确的基础热力学数据；同时，也为预测真空蒸馏的气液相平衡计算提供理论基础。     

铟-铋二元合金真空蒸馏气-液平衡研究

新型高性能透明导电氧化物薄膜(简称IBO)在加工过程中会产生大量的废料,另外,随着IBO的广泛应用,IBO废靶量也将与日俱增。采用真空蒸馏工艺分离提纯时,In与Bi的饱和蒸气压相近,较难获得满意的工艺参数。气-液平衡(VLE)相图可用于指导真空蒸馏实践,本文以配置的In-Bi合金为原料进行真空蒸馏实验,以获得In-Bi合金的VLE值,并采用MIVM预测In-Bi合金组元的活度及气液平衡数据,获得以下结论：在压力5～10 Pa、温度1 183 K、平衡时间3.17 h条件下,当残留物中In含量为80.80%时,挥发物中铋含量达到97.17%,表明采用真空蒸馏可分离In-Bi合金中的In和Bi;采用分子相互作用体积模型(MIVM)预测了In-Bi合金组元的活度,平均标准偏差分别为±0.013 9、±0.007,平均相对偏差分别为±11.216%、±11.452 1%,表明采用MIVM预测In-Bi合金组元的活度是可靠的;采用MIVM预测了In-Bi合金体系的VLE值,与实验值吻合,表明采用MIVM预测铟基合金体系的VLE值是可靠的,且适用于不同摩尔比下的铟基合金,可用于指导真空蒸馏分离铟基...     

FeO-V_2O_5二元系在980℃下的平衡

FeO和V_2O_5是含钒钢渣中的两个主要组分,其间的反应决定着渣的物性。本文通过计算FeOV_2O_5二元系可能发生化学反应的热力学参数,发现FeO和V_2O_5之间生成Fe_2O_3和V_2O_4(VO_2),且在不同条件下这四种物质可继续反应生成复合氧化物FeVO_4、FeV_2O_4或Fe_3O_4。通过X射线衍射法验证了FeO为28.5%、45%和50%、65%时,FeO-V_2O_5二元系在氩气保护下、980℃反应10 h的平衡物质分别为FeVO_4、V_2O_5、V_2O_4(VO_2),FeVO_4、Fe_2O_3、V_2O_5、V_2O_4(VO_2)和FeVO_4、Fe_2O_3、V_2O_4(VO_2),即随着FeO含量的增加,将有部分的FeO被氧化成Fe_2O_3,而V_2O_5逐渐被消耗完而消失。     

CaCl2-CaF2-CaO三元体系的相图计算

基于Calphad方法,首先对CaCl2-CaO、CaCl2-CaF2和CaO-CaF2体系进行了系统的热力学评估和优化。采用置换溶液模型来描述液相和固溶体相的吉布斯自由能,所有中间相因其固溶区域十分有限而近似处理成准化学计量比化合物,且其自由能依据Neumann-Kopp规则定义。其次,利用Muggianu溶液几何模型将优化获得的所有子二元系的模型参数扩展至CaCl2-CaO-CaF2三元体系。最后,对共晶点进行配样和差示扫描量热法（DSC）测试,通过引入三元交互参数使计算结果与试验数据一致,从而获得了一套自洽的CaCl2-CaO-CaF2三元体系热力学数据库。     

改进的KF模型在SiO2-CaO-MnO熔渣体系中的应用

基于KF模型和Gaye模型,得到改进的KF模型,并推导出三元体系的表达式。把该模型应用到三元SiO2-CaO-MnO熔渣体系,通过对二元系研究得到模型参数,从而可计算三元系中组元的活度。结果表明计算结果与实验结果的相对偏差分别为：SM＊nO1 823K=19.3%,SM＊nO1 773K=28.1%。表明该理论在SiO2-CaO-MnO熔渣体系的应用是可行的。     

镍液中Mg-O平衡及Fe、Al、Cr对镁活度的影响

在密闭容器中用蒸汽平衡法研究了1480℃～1590℃内,镍液中镁-氧反应平衡,以及1480℃下镍液中合金元素Fe、Al、Cr对镁的活度的影响。实验测得,1480～1580℃下:$\\log {K_{{\\rm{MgO}}}} = 0.50 + 1.27 \\times {10^4}/T;△G_{{\\rm{MgO}}}^{\\rm{o}} = 2.43 \\times {10^5} - 9.57T({\\rm{J/mol}});e_{\\rm{O}}^{{\\rm{Mg}}} = 1.10 \\times {10^3} - 2.19 \\times {10^6}/T$。1480℃下：$e_{{\\rm{Mg}}}^{{\\rm{Fe}}} = - 0.28;e_{{\\rm{Mg}}}^{{\\rm{Al}}} = - 0.51;e_{{\\rm{Mg}}}^{{\\rm{Cr}}} = 0.72$。     

CaO-MnO-SiO2渣系作用浓度的计算模型

基于炉渣结构的共存理论,建立了CaO—MnO—SiO₂三元渣系组元作用浓度的计算模型,考察了碱度、温度对组元MnO作用浓度N_MnO的影响.结果表明:模型计算值N_MnO与文献实测活度值a_MnO非常吻合,说明本模型能够较好地反映该渣系的结构本质;当B<2.0时,N_MnO随着碱度的增加而增加;当碱度B=2.0时,N_MnO达到最大值;当B>2.0时,N_MnO随着碱度的增加而降低;在低碱度范围内,碱度对N_MnO的影响更为明显;温度对N_MnO的影响则不是很明显.     

CaO-MgO-SiO2-Al2O3-FetO-MnO-P2O5渣系中FetO和MnO活度的测定和研究

利用渣－钢热力学平衡研究了ＣａＯ－Ｍｇｏ－ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＦｅｔＯ－ＭｎＯ－Ｐ２Ｏ５渣系对钢水二次氧化的行为。得到了渣中ＦｅｔＯ活度的近似表达式。在固定ＦｅｔＯ摩尔分数的条件下,ＦｅｔＯ的活度系数在炉渣碱度（ＮＣａＯ＋ＮＭｇＯ＋ＮＭｎＯ）／（ＮＳｉＯ２＋ＮＡｌ２Ｏ３＋Ｎｐ２Ｏ５）达到２．５左右时出事最大值;而ＭｎＯ的活度系数则随碱度的增加逐渐增大。γＦｅｔＯ（Ｌ）在ＮＦｅｔＯ固定时,随渣中（     

Fe液中Bi蒸气溶解平衡及第三组元的影响

用密封反应室气液平衡法,测定了Bi蒸气在Fe液中的溶解平衡及第三组元Cr,Cu,C,Al和Si对Bi溶解量的影响,得到Fe液中Bi蒸气溶解反应标准溶解吉布氏自由能与温度的关系式,以及1873K温度下Fe液中第三组元与Bi的活度相互作用系数.     

CaO-MgO-SiO2-Al2O3-FetO-MnO-P2O5 渣系中FetO和MnO活度的测定和研究

利用渣—钢热力学平衡研究了CaO-MgO-SiO     

CaO-Al2O3基钢液净化剂组成的优化

运用CaO-Al2O3-SiO2三元系的熔点和等αAl2O3相图,分析了CaO-Al2O3渣系净化剂降低钢液中氧化物夹杂的能力与其组成的关系。从热力学角度看,CaO/Al2O3比值高（1.6～2.0）,则αAl2O3低（≤0.02）,有利于钢液中氧化物夹杂的降低;从动力学角度看,CaO/Al2O3低（1.1～1.26）,则熔点低（〈1400℃）,有利于钢液中氧化夹杂的排出。净化剂组成的优化结果表明,适宜的CaO/Al2O3比值为1.41～1.74,净化剂αAl2O3较低（0.02～0.04）,熔点较低（〈1450℃）。工业性试验表明,优化后的净化剂净化钢液效果显著。     

CaO-MgO（sat）-MnO-FeOn-SiO2-P2O5渣系与铁液之间的磷平衡分配比

在MgO坩蜗中于1600℃下进行了CaO=25～50%的CaO-MgO(sat)-SiO2-FeO2(及少量MnO，Al2O3CaF2)渣系与铁液之间的LP平衡实验。通过多种回归方程的比较，得出该实验条件下磷平衡分配比的最佳表达式为。     

全成分体系钢溶质平衡分配系数的热力学计算

为了获得全成分钢体系溶质平衡分配系数，基于钢的凝固过程，建立了多元体系溶质平衡分配系数的热力学计算模型，利用FactSage热力学软件计算了全成分体系下20CrMnTi齿轮钢的相变过程及溶质平衡分配系数。20CrMnTi齿轮钢凝固过程中，主要发生L→L+δ→L+δ+γ→L+γ→γ的相变。在L+δ共存区，C、Si、Mn、P、S、Cr、Ti和Al的平均平衡分配系数分别为0.167、0.702、0.693、0.267、0.035 5、0.889、0.255和1.268。在L+γ共存区，C、Si、Mn、P、S、Cr、Ti和Al的平均平衡分配系数分别为0.328、0.718、0.723、0.135、0.016 5、0.855、0.176和1.324。C含量对C、Mn、Cr和Al元素在L+δ共存区的平衡分配系数影响较小，随着C质量分数从0.2%增加至0.4%,在δ铁素体中，Si的平衡分配系数平均值从0.702增加至0.735,P的平衡分配系数平均值从0.267增加至0.272,S的平衡分配系数平均值从0.035 5增加至0.036 3,Ti的平衡分配系数平均值从0.255降低至0.236。C含量对...     

MIVM对含V2O3多元熔渣体系组元活度的预测

 为了研究钒在攀钢转炉中的热力学行为及分配,根据钒渣的成分对CaO-MgO-Al2O3-V2O3-SiO2熔渣中各组元的活度进行研究。应用分子相互作用体积模型（MIVM）及其伪多元法预测MgO-Al2O3-SiO2、CaO-V2O3-SiO2、CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系中某组元的活度值,并与试验值对比。结果表明,MIVM伪多元法预测值与试验值吻合良好,MgO-Al2O3-SiO2渣系中Al2O3的平均相对误差为15%;CaO-V2O3-SiO2渣系中V2O3的平均相对误差为33%;CaO-MgO-Al2O3-SiO2渣系中SiO2的平均相对误差为13%。在此基础上,利用MIVM预测CaO-MgO-Al2O3-V2O3-SiO2熔渣中各组元的活度,并将V2O3的预测值与试验值对比分析,结果表明,预测值与试验值吻合良好,都呈正偏差,平均相对误差为44%,V2O3的活度随碱度的提高而下降。     

含钒渣系活度计算模型及应用

为研究转炉提钒的热力学,构建FeO-MgO-MnO-SiO_2-V_2O_3-Cr_2O_3-TiO_2七元渣系活度计算模型.利用此模型研究了影响钒渣中V_2O_3活度的因素,认为降低提钒终点温度,提高炉渣中的氧化铁含量,有利于降低钒渣中V_2O_3活度,提升转炉提钒的效率.通过活度模型计算得到,在低钒铁水和高钒铁水提钒过程中,碳钒临界转化温度分别为1313℃和1376℃.     

FeO-MnO-MgO-SiO2渣系和铁液间锰的平衡

利用炉渣结构的共存理论处理FeO-MnO-MgO-SiO₂熔渣和铁液间锰的平衡问题后,证明$K{'_{{\\rm{Mn}}}} = \\frac{{{N_{{\\rm{MnO}}}}}}{{{N_{{\\rm{FeO}}}}[\\% Mn]}}$不因炉渣碱度而改变,是相当守常的。从该规律出发计算得出的[%Mn]_计与实测的[%Mn]_实是符合的,从而证明所推导的计算模型可以反映上述四元渣系的实际情况。     

MnO-SiO2二元系SELF-SReM模型及应用

介绍了用于计算MnO-SiO2二元均相系中组元活度的高阶亚正规溶液(SELF-SReM)模型.成功地引入了贝叶斯统计法来估计该模型参数,并对其结果进行相关性和显著性分析,证明了估计结果的可靠性.用该模型计算了MnO-SiO2二元系各组元的活度,计算结果与他人的研究结果较一致,并用该模型控制Si-Mn合金脱氧的氧浓度及夹杂物成分,计算结果对脱氧氧浓度及夹杂物控制有一定的指导意义.