Поверхность растворимости углерода, кислорода и хрома в жидкой меди
Автор: Михайлов Геннадий Георгиевич, 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: 2 т.17, 2017 года.
Бесплатный доступ
Выполнено термодинамическое моделирование фазовых равновесий в металлическом расплаве для систем Cu-C-O и Cu-Cr-C-O в интервале температур 1100-1300 °С. Термодинамический анализ процессов взаимодействия в исследуемых системах был проведен с использованием методики построения поверхности растворимости компонентов в металле. Диаграмма такого вида позволяет связать составы металлического расплава с видом продуктов взаимодействия, включающих не только твердые частицы оксидов, но и компоненты оксидного расплава, а также газообразные продукты взаимодействия. В ходе моделирования были уточнены температурные зависимости констант равновесия реакций, протекающих в медном расплаве исследуемых систем. Также были оценены параметры взаимодействия первого порядка (по Вагнеру) элементов в жидкой меди. Результаты моделирования представлены в виде графиков, на которых отражены составы металлического расплава (в зависимости от температуры), который находится в равновесии с тем или иным продуктом взаимодействия. По результатам проведенного моделирования определено, что образование частиц оксида меди в присутствии углерода и хрома, растворенных в жидкой меди, термодинамически маловероятно. При использовании графита в качестве элемента-раскислителя необходимо учитывать малую растворимость углерода в медном расплаве.
Система cu-c-o, система cu-cr-c-o, термодинамическое моделирование, поверхность растворимости компонентов в металле, хромовые бронзы
Короткий адрес: https://sciup.org/147157088
IDR: 147157088 | DOI: 10.14529/met170201
Список литературы Поверхность растворимости углерода, кислорода и хрома в жидкой меди
- Осинцев, О.Е. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки: справ./О.Е. Осинцев, В.Н. Федоров. -М.: Машиностроение, 2004. -336 с.
- On the use of alloying elements for Cu interconnect applications/K. Barmak, C. Cabral Jr., K.P. Rodbell, J.M.E. Harper//Journal of Vacuum Science & Technology B. -2006. -Vol. 24, no. 6. -P. 2485-2498 DOI: 10.1116/1.2357744
- Watanabe, Ch. Mechanical properties of Cu-Cr system alloys with and without Zr and Ag/Ch. Watanabe, R. Monzen, K. Tazaki//Journal of Materials Science. -2008. -Vol. 43, no. 3. -P. 813-819 DOI: 10.1007/s10853-007-2159-8
- Nanostructured Cu-Cr alloy with high strength and electrical conductivity/R.K. Islamgaliev, K.M. Nesterov, J. Bourgon et al.//Journal of Applied Physics. -2014. -Vol. 115. -P. 194301-194301-4 DOI: 10.1063/1.4874655
- Производство отливок из сплавов цветных металлов: учеб. для вузов/А.В. Курдюмов, М.В. Пикунов, В.М. Чурсин, Е.Л. Бибиков. -М.: Металлургия, 1986. -416 с.
- Куликов, И.С. Раскисление металлов/И.С. Куликов. -М.: Металлургия, 1975. -504 с.
- Sano, K. Physico-chemical investigation on copper smelting (2nd report). Thermodynamical consideration for the experimental results of the equilibrium between liquid copper and CO-CO2 gas mixtures/K. Sano, H. Sakao//Journal of the Japan Institute of Metals. -1955. -Vol. 19. -P. 435-438.
- Nanda, Ch.R. The kinetics of deoxidation of copper and copper alloys by carbon monoxide/Ch.R. Nanda, G.H. Geiger//Metallurgical Transactions. -1971. -Vol. 2, no. 4. -P. 1101-1106 DOI: 10.1007/BF02664242
- Andreini, R.J. Copper deoxidation kinetics utilizing carbon monoxide/R.J. Andreini, J.S. Foster, R.B. Phillips//Metallurgical Transactions B. -1977. -Vol. 8, no. 4. -P. 633-638 DOI: 10.1007/BF02669341
- Жуков, В.П. Математическое моделирование кинетики раскисления жидкой черновой меди углеродом/В.П. Жуков//Известия вузов. Цветная металлургия. -2016. -№ 4. -С. 13-16 DOI: 10.17073/0021-3438-2016-4-13-16
- 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. Фазовые равновесия в многокомпонентных системах с жидкими цветными металлами/Г.Г. Михайлов, Е.А. Трофимов, А.Ю. Сидоренко. -М.: Издат. Дом МИСиС, 2014. -158 с.
- Oden, L.L. Cu-C and Al-Cu-C phase diagrams and thermodynamic properties of C in the alloys from 1550 °С to 2300 °С/L.L. Oden, N.A. Gokcen//Metallurgical Transactions B. -1992. -Vol. 23, no. 4. -P. 453-458 DOI: 10.1007/BF02649664
- Okamoto, H. Supplemental literature review of binary phase diagrams: Ag-Cl, Br-Pb, Br-Zn, C-Cu, Ce-Zr, Cl-Zn, Fe-Lu, Fe-Tm, Ga-V, Nd-Ti, Nd-Zr, and Si-Ta/H. Okamoto//Journal of Phase Equilibria and Diffusion. -2016. -Vol. 37, no. 2. -P. 246-257 DOI: 10.1007/s11669-015-0433-z
- Thermodynamic description of the Cu-O system/M.T. Clavaguera-Mora, J.L. Touron, J. Rodríguez-Viejo, N. Clavaguera//Journal of Alloys and Compounds. -2004. -Vol. 377. -P. 8-16 DOI: 10.1016/j.jallcom.2004.01.031
- Chakrabarti, D.J. The Cr-Cu (chromium-copper) system/D.J. Chakrabarti, D.E. Laughlin//Bulletin of Alloy Phase Diagrams. -1984. -Vol. 5, no. 1. -P. 59-68.
- Gadalla, A.M.M. The system CuO-Cu2O-Cr2O3 and its bearing on the performance of basic refractories in copper-melting furnaces/A.M.M. Gadalla, J. White//Transactions of the British Ceramic Society. -1964. -Vol. 63, no. 10. -P. 535-552.
- Vlach, K.C. A thermodynamic study of the Cu-Cr-O system by the EMF method/K.C. Vlach, Y.-Z. You, Y.A. Chang//Thermochimica Acta. -1986. -Vol. 103, no. 2. -P. 361-370 DOI: 10.1016/0040-6031(86)85173-5
- Revisiting the properties of delafossite CuCrO2: a single crystal study/M. Poienar, V. Hardy, B. Kundys et al.//Journal of Solid State Chemistry. -2012. -Vol. 185. -P. 56-61. DOI: 10.1016/j.jssc.2011.10.047
- Линчевский, Б.В. Термодинамика и кинетика взаимодействия газов с жидкими металлами/Б.В. Линчевский. -М.: Металлургия, 1986. -222 с.
- Standard Gibbs free energy of formation of MnO-saturated MnO•Cr2O3 solid solution at 1873 K/M. Tanahashi, N. Furuta, T. Taniguchi et al.//ISIJ International. -2003. -Vol. 43, no. 1. -P. 7-13 DOI: 10.2355/isijinternational.43.7
- Взаимодействие лития с кислородом в жидкой меди/О.В. Самойлова, Г.Г. Михайлов, Л.А. Макровец, Е.А. Трофимов//Расплавы. -2017. -№ 1. -С. 83-92.
- Химическая энциклопедия: в 5 т./под ред. И.Л. Кнунянца. -М.: Сов. энцикл. -1990. -Т. 2. -671 с.
