
- •Физико-химические методы исследования металлургических процессов
- •Введение
- •Глава 1. Законы термодинамики
- •1.1. Основные понятия термодинамики
- •1.2. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Энтальпия
- •1.3. Второй закон термодинамики. Энтропия
- •Глава 2. Термодинамика растворов
- •2.1. Общие сведения о растворах
- •2.2. Парциальное мольное свойство компонента раствора
- •Глава 3 физико-химические свойства расплавов
- •3.1. Определение поверхностного натяжения
- •3.1.1. Методы измерения поверхностного натяжения
- •3.2. Определение проводимости расплавов материалов
- •3.2.1. Методы измерения проводимости расплавов металлов и сплавов
- •3.2.2. Методы измерения электрической проводимости расплавленных шлаков
- •3.2.3. Бесконтактные методы измерения электрической проводимости металлургических расплавов
- •3.3. Определение плотности расплавов
- •3.3.1. Методы определения плотности расплавов
- •1.1.1 Термодинамический анализ
- •1.1.2 Алюмотермия
- •1.1.3 Расчет степени извлечения конечной продукции
- •Получение металлических порошков вольфрама и молибдена в расплавах солей
- •2.1. Основные теоретические положения
- •2.1.1. Термодинамическая оценка реакций получения вольфрама и молибдена
- •2.1.2. Термический анализ восстановления кислородных соединений вольфрама и молибдена
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •2.3. Задания
- •2.4. Содержание отчета
- •2.5. Контрольные вопросы.
- •2.6. Библиографический список.
- •3.1. Основные теоретические положения
- •3.3. Обработка результатов эксперимента.
- •3.4. Задания
- •3.5. Контрольные вопросы
- •3.6. Библиографический список
- •4.1 Основные теоретические положения
- •4.1.1. Поверхностное натяжение
- •4.1.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость
- •4.2. Методы определения поверхностного натяжения
- •4.3. Порядок выполнения работы
- •4.4. Задания
- •4.5. Контрольные вопросы
- •4.6. Библиографический список
- •5.1 Основные теоретические положения
- •5.2 Порядок выполнения работы
- •5.3 Задания
- •5.4 Содержание отчета
- •5.5 Контрольные вопросы
- •5.6 Библиографический список
- •6.1 Основные теоретические положения
- •6.2 Порядок выполнения работы
- •6.3 Задания
- •6.4 Содержание отчета
- •6.5 Контрольные вопросы
- •6.6 Библиографический список
- •Физико-химические методы исследования металлургических процессов
- •680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.
3.2.2. Методы измерения электрической проводимости расплавленных шлаков
Как уже отмечалось, для измерения электрической проводимости оксидных расплавов преимущественно применяют контактные методы. Эти методы предполагают измерение электрического сопротивления расплава между двумя электродами. Для этой цели используют ячейки, представляющие собой цилиндрический тигель, в котором в расплав погружены один (рис. 3.3, а) или два электрода (рис. 3.3, б). В ячейке типа электрод—электрод тигель обычно изготавливают из непроводящего огнеупорного материала (алунда, магнезита, циркона и др.). В ячейке типа электрод—тигель для изготовления тигля обычно используют токопроводящие материалы (графит, молибден, железо и др.). Для определения электрического сопротивления используют метод моста переменного тока или вольтметра—амперметра.
В методе моста измеряемое электрическое сопротивление расплава является одним из плеч мостика Уитстона. В качестве нуль-индикатора в первых схемах использовали телефонные наушники. При измерениях добивались минимального звукового сигнала в телефоне, что соответствовало равновесию моста. Однако при использовании телефонных наушников точность измерений в значительной мере зависит от субъективной оценки исследователя, поэтому в более совершенных схемах для повышения чувствительности метода применяют катодный вольтметр или осциллограф. Использование осциллографа позволяет наряду с повышением чувствительности схемы фиксировать на экране все энергетические помехи, возникающие в процессе измерений.
В большинстве случаев измерения проводят при переменном токе высокой частоты (порядка нескольких кГц). Применение переменного тока высокой частоты позволяет устранить возможность возникновения поляризации в расплаве. При условии строгой симметричности переменного тока, если и возникает поляризация, вызываемая каждой полуволной тока, то она нейтрализуется следующей полуволной.
При измерении электрической проводимости расплавов на обычном мосте переменного тока определяемое электрическое сопротивление может быть значительно меньше действительного его значения. Это связано с тем, что электрическое сопротивление каждого плеча моста
|
|
Рис. 3.3. Ячейки для измерения электрической проводимости шлаковых расплавов типа: а — электрод — тигель; б — электрод—электрод |
а |
б |
состоит из омического, емкостного и индуктивного сопротивлений. Кроме того, в проводниках при прохождении переменного тока могут возникать токи Фуко и явления поверхностного эффекта. Наличие реактивного сопротивления приводит к сдвигу фаз между током и напряжением. Точность метода моста невысока (±5—10 %), однако введение усовершенствований в схему, в том числе применение осциллографа в качестве нульиндикатора, способствует повышению точности измерений до ±1—3%. Недостатком метода моста является прерывистость измерений. Необходимость каждый раз производить балансировку моста делает затруднительными непрерывные измерения и осуществление автоматизации экспериментов.
Не меньшую, а в ряде случаев большую точность измерений можно достигнуть при использовании метода вольтметра—амперметра. Этот метод позволяет осуществлять непрерывные измерения с их автоматической записью; причем можно использовать переменный ток промышленной, так и высокой частоты.
При измерении электрической проводимости методом вольтметра—амперметра снимают вольтамперные кривые и на их основании определяют значение электрического сопротивления расплава.