Диаграмма состояния системы CaO-MgO-MnO
Автор: Макровец Лариса Александровна, Самойлова Ольга Владимировна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy
Рубрика: Физическая химия и физика металлургических систем
Статья в выпуске: 1 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
Построение диаграмм состояния многокомпонентных систем является одной из фундаментальных задач не только в области материаловедения, но и для металлургических технологий. Термодинамическое моделирование при этом является одним из базовых инструментов исследователя, особенно при ограниченном количестве достоверных литературных экспериментальных данных или при значительных сложностях, сопровождающих постановку эксперимента. Термодинамический расчет обычно основывается на таких физико-химических данных, как изменение энергии Гиббса при осуществлении фазовых переходов, термодинамических характеристиках составляющих исследуемую систему веществ и значениях активностей компонентов равновесных фаз (расплава, твердых растворов и т. д.). В настоящей работе было проведено термодинамическое моделирование диаграмм состояния систем MgO-CaO, MnO-CaO и CaO-MgO-MnO. Для определения активностей компонентов оксидного расплава в указанных выше системах использовалась теория субрегулярных ионных растворов. Активности компонентов твердых растворов в системах MgO-CaO и MnO-CaO определялись с использованием теории регулярных ионных растворов, а в системе CaO-MgO-MnO - с использованием теории субрегулярных ионных растворов. В ходе расчетов были уточнены границы фазовых равновесий и положения линий ликвидус и солидус в двойных оксидных системах, а также координаты проекции поверхности ликвидус в исследуемой тройной оксидной системе. Показано, что при значительных концентрациях оксида марганца в системе CaO-MgO-MnO два твердых раствора (на основе оксида магния и на основе оксида кальция) объединяются в один твердый раствор |CaO, MgO, MnO|тв.р. Полученные результаты согласуются с немногочисленными экспериментальными данными по исследуемым системам.
Термодинамическое моделирование, фазовые равновесия, теория субрегулярных ионных растворов, система CaO–MgO–MnO, диаграмма состояния
Короткий адрес: https://sciup.org/147233976
IDR: 147233976 | DOI: 10.14529/met210101
Список литературы Диаграмма состояния системы CaO-MgO-MnO
- Slag Atlas. 2nd Edition. Edited by Verein Deutscher Eisenhüttenleute (VDEh). – Düsseldorf: Verlag Stahleisen GmbH, 1995. – P. 133.
- Woermann, E. Derivation of approximate activity-composition relations in MgO–MnO solid solutions / E. Woermann, A. Muan // Materials Research Bulletin. – 1970. – Vol. 5, no. 10. – P. 779–788. DOI: 10.1016/0025-5408(70)90092-9
- Schenck, H. Das System MnO(–FeO)–MgO(–CaO) und seine Verteilungsgleichgewichte mit flüssigem Mangan und Eisen-Mangan-Legierungen / H. Schenck, M.G. Frohberg, R. Nünninghoff // Archiv Für Das Eisenhüttenwesen. – 1964. – Vol. 35, no. 4. – P. 269–277. DOI: 10.1002/srin.196402318
- Михайлов, Г.Г. Термодинамика металлургических процессов и систем / Г.Г. Михайлов, Б.И. Леонович, Ю.С. Кузнецов. – М.: Издат. Дом МИСиС, 2009. – 520 с.
- Михайлов, Г.Г. Термодинамическое моделирование диаграмм состояния двойных и тройных оксидных систем, принадлежащих к системе FeO–MgO–MnO–Al2O3 / Г.Г. Михайлов, Л.А. Макровец, О.В. Самойлова // Новые огнеупоры. – 2020. – № 6. – С. 47–50. DOI: 10.17073/1683-4518-2020-6-47-50
- Wriedt, H.A. The Ca–O (Calcium–Oxygen) System / H.A. Wriedt // Bulletin of Alloy Phase Diagrams. – 1985. – Vol. 6, no. 4. – P. 337–342. DOI: 10.1007/BF02880517
- Kubaschewski, O. Metallurgical Thermochemistry / O. Kubaschewski, C.B. Alcock. – Oxford: Pergamon Press Ltd Publ., 1979. – 392 p.
- Wicks, C.E. Thermodynamic properties of 65 elements: their oxides, halides, carbides, and nitrides / C.E. Wicks, F.E. Block // U.S. Dep. of the Interior. Bureau of Mines. Bulletin. – 1963. – Vol. 605. – 146 p.
- Rankin, G.A. The ternary system CaO–Al2O3–MgO / G.A. Rankin, H.E. Merwin // Journal of the American Chemical Society. – 1916. – Vol. 38, no. 3. – P. 568–588. DOI: 10.1021/ja02260a006
- Ab Initio Calculation of Phase Diagrams of Oxides / M.Yu. Lavrentiev, N.L. Allan, G.D. Barrera, J.A. Purton // J. Phys. Chem. B. – 2001. – Vol. 105. – P. 3594–3599. DOI: 10.1021/jp004124
- Hillert, M. Thermodynamic calculation of the CaO–MgO system / M. Hillert, W. Xizhen // Calphad. – 1989. – Vol. 13, no. 3. – P. 267–271. DOI: 10.1016/0364-5916(89)90006-0
- Yin, Y. The phase diagrams and thermodynamics of the ZrO2–CaO–MgO and MgO–CaO systems / Y. Yin, B. Argent //Journal of Phase Equilibria. – 1993. – Vol. 14, no. 5. – P. 588–600. DOI: 10.1007/BF02669140
- Zhang S. Effects of CaO and Al2O3 Added to MgO–C Refractories on MgO–C Reaction / S. Zhang, A. Yamaguchi // Journal of the Ceramic Society of Japan. – 1996. – Vol. 104, no. 2. – P. 84–88. DOI: 10.2109/jcersj.104.84
- Phase Equilibria in the System CaO–MgO / R.C. Doman, J B. Barr, R.N. McNally, A.M. Alper // Journal of the American Ceramic Society. – 1963. – Vol. 46, no. 7. – P. 313–316. DOI: 10.1111/j.1151-2916.1963.tb11737.x
- Poeppelmeier, K.R. Oxide solid solutions derived from homogeneous carbonate precursors: The CaO–MnO solid solution. / K.R. Poeppelmeier, H.S. Horowitz, J.M. Longo // Journal of the Less Common Metals. – 1986. – Vol. 116, no. 1. – P. 219–227. DOI: 10.1016/0022-5088(86)90231-6
