| Popis: |
Макровец Лариса Александровна, инженер кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; makrovetcla@susu.ru. Самойлова Ольга Владимировна, канд. хим. наук, доцент, старший научный сотрудник кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; samoilovaov@susu.ru. L.A. Makrovets, makrovetcla@susu.ru, O.V. Samoylova, samoilovaov@susu.ru South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation 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. The construction of phase diagrams of multicomponent systems is one of the fundamental problemsnot only in the field of materials science, but also for metallurgical technologies. Thermodynamic modeling is one of the basic tools of a researcher, especially with a limited amount of reliable literature experimental data or with significant difficulties accompanying the setting up of an experiment. Thermodynamic calculations are usually based on such physicochemical data as the Gibbs energy change during phase transitions, the thermodynamic characteristics of the substances constituting the system under study, and the values of the activities of the components of equilibrium phases (melt, solid solutions, etc.). In this work, we performed thermodynamic modeling of the phase diagrams of the MgO–CaO, MnO–CaO, and CaO–MgO–MnO systems. To determine the activities of the components of the oxide melt in the above systems, the theory of subregular ionic solutions was used. The activities of the components of solid solutions in the MgO–CaO and MnO–CaO systems were determined using the theory of regular ionic solutions, and in the CaO–MgO–MnO system – using the theory of subregular ionic solutions. In the course of the calculations, the boundaries of phase equilibria and the positions of the liquidus and solidus lines in the binary oxide systems, as well as the coordinates of the projection of the liquidus surface in the ternary oxide system, were refined. It is shown that at significant concentrations of manganese oxide in the CaO–MgO–MnO system, two solid solutions (based on magnesium oxide and based on calcium oxide) are combined into one solid solution |CaO, MgO, MnO|ss. The results obtained agree with the few experimental data on the systems under study. Работа выполнена при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г.), соглашение № 02.A03.21.0011.The work was supported by Act 211 Government of the Russian Federation, contract No. 02.A03.21.0011. |
