ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СИСТЕМЫ «ХРОМ – НИКЕЛЬ – КИСЛОРОД»

Борис Иванович Леонович, Евгений Алексеевич Трофимов, Андрей Николаевич Дильдин

Аннотация


Проведен термодинамический анализ системы Cr–Ni–O, включающей различные фазы переменного состава (твёрдые и жидкие растворы, оксидные соединения с отклонениями от стехиометрии). Методика опирается на использование подрешёточной модели и полиномиальной модели Редлиха–Кистера. Продемонстрированы подходы к термодинамическому описанию жидких и твердых растворов кислорода в металле, а также оксидов различного состава и структурного типа (MeO, Me3O4 и Me2O3). Представлены выражения для энергий Гиббса рассмотренных фаз. Опираясь на описанные методики, построена фазовая диаграмма исследованной системы для температуры 1873 К, а также концентрационные зависимости кислородного потенциала для металлического расплава данной системы. Результаты расчёта сопоставлены с экспериментальными данными.


Ключевые слова


фазовые диаграммы; термодинамическое моделирование; система «хром–никель–кислород»

Литература


Hillert M., Staffanson L.J. The Regular Solution Model for Stoiohiometric Phases and Ionic Melts. Acta Chemica Scandinavica. 1970, vol. 24, no. 10, pp. 3618–3626.

Sundman B., Agren J. A Regular Solution Model for Phases with Several Components and Sublattices, Suitable for Computer Applications. J. Phys. Chem. Solids. 1981, vol. 42, pp. 297–301.

Hillert M., Jansson B., Sundman B., Agren J.A. Two-Sublattice Model for Molten Solutions with Different Tendency for Ionization. Metallurgical Transactions A. 1985, vol. 16A, no. 2, pp. 261–266.

Sundman B. Modification of the Two-Sublattice Model for Liquids. CALPHAD. 1991, vol. 15, no. 2, pp. 109–119.

Barry T.I., Dinsdale A.T., Gisby J.A., Hallstedt B., Hillert M., Jansson B., Sundman B., Taylor J.R. The Compound Energy Model for Ionic Solutions with Applications to Solid Oxides. J. Phase Equilibria. 1992, vol. 13, no. 5, pp. 459–475.

Povoden E., Grundy A.N., Gauckler L.J. Thermodynamic Reassessment of the Cr–O System in the Framework of Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) Research. J. Phase Equilibria and Diffusion. 2006, vol. 27, no. 4, pp. 353–362.

Taylor J.R., Dinsdale A.T. A Thermodynamic Assessment of the Ni–O, Cr–O and Cr–Ni–O Systems Using the Ionic Liquid and Compound Energy Models. Z. Metallkunde. 1990, bd. 81, h. 5, s. 335–345.

Kjellqvist L., Selleby M., Sundman B. Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 2008, no. 32, pp. 577–592.

Toker N.Y., Darken L.S., Muan A. Equilibrium Phase Relations and Thermodynamics of the Cr–O System in the Temperature Range of 1500 °C to 1825 °C. Metall. Trans. B. 1991, 22(2), pp. 225–232.

Caplan D., Fraser M.J., and Burr A.A. Ductile Chromium and Its Alloys. American Society of Metals, Washington, D. 1957, pp. 196–215.

Janke D. Electrolytic Deoxifation of Cobalt, Nickel, Copper, and Silver Melts. Z. Metallkunde. 1978, vol. 69, no. 5, pp. 302–307.

Belov B.F., Novokhatskiy I.A., Lobanov Yu.A. Determination of the Solubility of Oxygen in Molten Iron, Cobalt and Nickel. Russ. Metall. 1967, no. 3, pp. 19–23.

Jacob K.T. Solubility and Activity of Oxygen in Liquid Nickel in Equilibrium with αAl2O3 and NiO(1+x) Al2O3. Metall. Trans. B. 1986, vol. 17B, рр. 763–770.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.