| Popis: |
Самойлова Ольга Владимировна, канд. хим. наук, старший научный сотрудник кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; samoilovaov@susu.ru. Макровец Лариса Александровна, инженер кафедры материаловедения и физико-химии материалов, Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск; makrovetcla@susu.ru. O.V. Samoylova, samoilovaov@susu.ru, L.A. Makrovets, makrovetcla@susu.ru South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation Щелочноземельные металлы (ЩЗМ) в последнее время становятся все более востребованными при производстве сталей и сплавов и являются частью большинства композиций для рафинирования и модифицирования. В связи с этим возрастает необходимость построения диаграмм состояния оксидных (шлаковых) систем, включающих в качестве компонентов оксиды ЩЗМ, в частности BaO. Эти сведения необходимы как для анализа состава образующихся неметаллических включений, так и для понимания влияния концентрации оксидов ЩЗМ на температуру плавления шлака. Как известно, термодинамическое моделирование является ключевым инструментом для выбора оптимального направления проводимых исследований в области металлургических технологий, поэтому расчет фазовых диаграмм оксидных систем как части многокомпонентного шлакового расплава является важной задачей для исследователей. Особенно это актуально для систем, содержащих BaO в качестве компонента, так как имеющиеся в литературе данные ограничиваются практически только диаграммами состояния двойных систем. В настоящей работе была построена поверхность ликвидус фазовой диаграммы системы FeO–BaO–Al₂O₃. Для термодинамического моделирования использовали теорию субрегулярных ионных растворов, энергетические параметры которой были подобраны в ходе настоящего расчета. Также нами были оценены температуры, энтальпии и энтропии образования алюминатов бария Ba₃Al₂O₆, BaAl₂O₄, BaAl₁₂O₁₉ из компонентов оксидного расплава. Эти значения для Ba₃Al₂O₆ оказались равны 1604°С, 159 410 Дж/моль, 16,215 Дж/(моль∙К); для BaAl₂O₄ – 1814°С, 101 424 Дж/моль, 7,332 Дж/(моль∙К); для BaAl₁₂O₁₉ – 1911 °С, 613 406 Дж/моль, 201,201 Дж/(моль∙К) соответственно. Полученные сведения были сравнены с имеющимися немногочисленными литературными данными. Alkaline earth metals have recently become more and more in demand in the production of steels and alloys and are part of most compositions for refining and modification. In this connection, the need to construct the phase diagrams of the oxide (slag) systems, including alkali-earth metals oxides as components, in particular BaO, increases. This information is necessary both for analyzing the composition of the formed non-metallic inclusions and for understanding the effect of the concentration of alkali-earth metals oxides on the melting point of the slag. As is known, thermodynamic modeling is a key tool for choosing the optimal direction of research in the field of metallurgical technologies, therefore, the calculation of phase diagrams of oxide systems as part of a multicomponent slag melt is an important task for researchers. This is especially true for systems containing BaO as a component, since the data available in the literature are limited only to phase diagrams of binary systems. In this work, the surface of the liquidus of the FeO–BaO–Al₂O₃ phase diagram was plotted. The theory of subregular ionic solutions was used, the energy parameters of which were obtained in the course of this calculation. We also estimated the temperatures, enthalpies and entropies of formation of barium aluminates Ba₃Al₂O₆, BaAl₂O₄, BaAl₁₂O₁₉ from the components of the oxide melt. These values for Ba₃Al₂O₆ turned out to be 1604 °C, 159 410 J/mol, 16.215 J/(mol∙K); for BaAl₂O₄ – 1814 °C, 101 424 J/mol, 7.332 J/(mol∙K); for BaAl₁₂O₁₉ – 1911 °C, 613 406 J/mol, 201.201 J/(mol∙K), respectively. The information obtained was compared with the few available literature data. 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. |
