Результаты расчетов
МgО, мол. % |
Тпл., оС |
|
ВеО, мол. % |
Тпл., оС |
90 |
2696 |
|
90 |
2436 |
80 |
2588 |
|
80 |
2339 |
70 |
2475 |
|
70 |
2236 |
60 |
2356 |
|
60 |
2127 |
50 |
2225 |
|
50 |
2011 |
40 |
2064 |
|
40 |
1882 |
Задача 8.2. Рассчитать кривую ликвидуса системы МgО – ВеО по уравнению Эпстейна-Хоуленда. Исходные данные для расчета: ТплМgO = 3073K; ТплВеО = 2803К; nМgО = 2; nВеО = 2.
Решение.
По формулам 8.8, 8.9 рассчитаем температуры плавления смесей для построения кривых ликвидуса.
Для смесей, обогащенных ВеО:
Для смесей, обогащенных МgО:
Диаграмма состояния системы МgО-ВеО, построенная на основании расчетов по уравнению Эпстейна-Хоуленда, представлена на рис. 8.1, кривая 3.
Пересечение кривых ликвидуса дает точку эвтектики, состав которой следующий 57% ВеО и 43% МgО, а температура ТЕ=1920оС.
Задача 8.3. Рассчитать кривую ликвидуса системы МgО – ВеО по методу С.А.Суворова. Исходные данные для расчета: ТплМgO = 3073K; ТплВеО = 2803К; nМgО = 2; nВеО = 2; ΔHплВеО = – 71 кДж/моль; ΔHплMgO = – 77,00кДж/моль; R = 0.008314 кДж/(мольК).
Решение.
Рассчитаем состав эвтектики. Так как nMgO=nBeO,система состоит из простых оксидов, в уравнение 8.12 подставим значение температуры плавления компонентов:
Отсюда хЕМgО=0,4545, а хЕВеО=0,5455. Таким образом, состав эвтектики 54,55 мол.% ВеО и 45,45% МgО.
Определим температуру эвтектики по уравнению 8.15:
Подставив полученные значения по составу и температуре эвтектики в уравнение Шредера-Ле-Шателье, для обоих компонентов найдем ΔН.
Для ВеО:
Для МgО:
Используя вычисленные величины ΔНпл/R, определим температуры ликвидуса для построения кривых.
Для составов, обогащенных ВеО:
Для составов, обогащенных МgО:
По полученным данным строим диаграмму состояния (рис.8.1, кривая 1). Сопоставление результатов расчета по трем методам показывает, что разница в данных по ТЕ и составу эвтектики невелика.
Задачи для самостоятельного решения
Рассчитать кривые ликвидуса по данным температуры и теплоты плавления соединений (см. приложение 1) и построить диаграмму состояния для систем, указанных в таблице 8.2.
Таблица 8.2
Двухкомпонентные системы
№ п/п |
Простые оксидные системы |
№ п/п |
Системы из оксидных соединений |
1. |
МgО – ВеО |
12. |
α-СаО.SiO2 - СаО.АI2О3.2SiO2 |
2. |
МgО - Y2О3 |
13. |
3АI2O3.2SiO2 - α-АI2О3 |
3. |
SrO – МgО |
14. |
3АI2O3.2SiO2 - α-SiO2 |
4. |
SrO – ВаО |
15. |
МgО.АI2O3 - 2МgО.SiO2 |
5. |
МgО – СаО |
16. |
.МgО.АI2O3 - МgО |
6. |
ZrО2 - АI2O3 |
17. |
МgО.АI2O3 - α-АI2О3 |
7. |
СаO - СаF2 |
18. |
Na2О.SiO2 – Na2О.2SiO2; |
8. |
ВеО - СаO |
19. |
2Na2О.SiO2– Na2О.SiO2 |
9. |
СаO – SrO |
20. |
α-SiO2 – Na2О.2SiO2 |
10. |
ТiO2 – VO2 |
21. |
α-СаО.SiO2 – МgО.2СаО.2SiO2 |
11. |
SiO2 - В2О3 |
22. |
МgО - 2МgО.SiO2 |
Контрольные вопросы:
1. Экспериментальный динамический метод определения температуры ликвидуса.
2. Экспериментальный статический метод определения температуры ликвидуса.
3. Построение кривых охлаждения по заданной диаграмме состояния.
Приложение 1
Теплота и температура плавления
Вещество |
Название |
Теплота плавления – ΔНпл., кДж/моль |
Температура плавления Тпл, К |
1 |
2 |
3 |
4 |
α-АI2О3 |
корунд |
108,86 |
2303 |
3АI2O3.2SiO2 |
муллит |
113,05 |
2123 |
В2О3 |
оксид бора |
23,03 |
723 |
ВаО |
оксид бария |
57,78 |
2198 |
ВеО |
оксид берилия |
71,17 |
2803 |
СаО |
известь |
79,55 |
2873 |
СаF2 |
плавиковый шпат |
30,00 |
1691 |
3СаО В2О 3 |
трехкальциевый борат |
144,40 |
1760 |
2СаО В2О 3 |
ортоборат кальция |
100,86 |
1585 |
СаО В2О 3 |
метаборат кальция |
73,98 |
1435 |
СаО.АI2О3.2SiO2 |
анортит |
123,09 |
1823 |
2СаО.АI2О3.SiO2 |
геленит |
- |
1866 |
α-СаО.SiO2 |
псевдоволластонит |
59,87 |
1813 |
МgО |
периклаз |
77,56 |
3073 |
МgО.АI2O3 |
шпинель |
90,13 |
2378 |
2МgО.SiO2 |
форстерит |
105,51 |
2163 |
МgО.SiO2 |
клиноэнстатит |
61,55 |
1797 |
МgО.СаО. SiO2 |
монтичеллит |
96,30 |
1665 |
МgО.2СаО.2SiO2 |
окерманит |
165,80 |
1727 |
Na2О.SiO2 |
метасиликат натрия |
52,24 |
1361 |
2Na2О.SiO2 |
ортосиликат натрия |
57,90 |
1393 |
NaО2. 2SiO2 |
дисиликат натрия |
35,59 |
1147 |
SrO |
оксид стронция |
69,92 |
2733 |
α-SiO2 |
α-кристобалит |
9,21 |
2001 |
ТiO2 |
диоксид титана |
68,00 |
2185 |
VO2 |
диоксид ванадия |
78,00 |
3123 |
ZrО2 |
|
87,09 |
2988 |