|
=
1 da a
i
= 1 va K
i
= 1% da
. Birinchi holda
koeffitsiyent γ
i
orqali, ikkinchi holda esa
f
i
orqali belgilanadi. Aktivlik
koeffitsiyentlarini aniqlash uchun cheksiz suyul- tirilgan eritmadagi aktivlik
101
koeffitsiyenti (
) tushunchasidan foydalaniladi [8].
Ko‗p komponentli eritmalar, masalan, temir uglerodli qotishmalar uchun eritma
komponentlarining o‗zaro ta‘sirini hisobga olish zarur. Bu maqsadda aniqlanadigan
tenglamaga kiradigan va o‗zaro ta‘sir parametrlari deb ataladigan parametrlardan
foydalaniladi:
∑
∑
∑
∑
(2.49)
jbu yerda:
,
— o‗zaro ta‘sir parametrlari.
K
i
=
1% bo‗lgan standart holat uchun
∑
∑
∑
∑
(2.50)
jbu yerda
,
— shuningdek, o‗zaro ta‘sir parametrlari.
Metall suyuqlanmalardagi komponentlarning aktivligini hisoblash uchun γ
i
ning
son qiymatlari va o‗zaro ta‘sir parametrlarini bilish zarur.
Temir uglerodli qotishmalar uchun 2.11-jadvalda ba‘zi bir ma‘lu- motlar
keltirilgan. 1873 K da
ni aniqlash uchun kerak bo‗lgan ma‘lumotlar shu
jadvalning o‗zidan topiladi. Boshqa temperaturalarda hisob quyidagi formula
bo‗yicha bajariladi:
( )
(2.51)
va undan
aniqlanadi.
Bu yerda
( )
102
bunda M
1
— eritgich (temir)ning atom massasi; M
i
— elementning massasi.
2.11- jadval
Temirdagi ba’zi bir elementlar eritmalarining
termodinamik ma’lumotlari
Erigan
element
1873 K da
Temperatu-
raviy bog‗- .
liqlik
,
J/g ∙atom
j- element uchun 1873 K da
-100 o‗zaro
ta‘sir parametrlari
C
Si
Mn
Cr
Ni
S
P
C
0,57
22609
-42,29 T
14
8
-1,2 -2,4 1,2
4,6
5,1
Si
0,0013
-31884
-17,33 T
18
11
0,2 -0,03 0,5
5,6
11
Mn
1,3
5527
-39,15 T
-7
0
0
—
— -4,8 -0,35
Cr
1,0
37,68 T
-12 -0,43 — -0,03 0,02
-2
-5,3
Ni
0,66
-18003
-32,66 T
4,2 0,57 — -0,03 0,09 -0,37 -0,35
S
—
-72013
-10,26 T
11
6,3 -2,6 -1,1
0
-2,8
29
P
—
-131884
-17,33 T
13
12
0
-3
0,02 2,8
6,2
Shlak
suyuqlanmalaridagi
komponentlar
aktivligini
aniqlash.
Shlak
komponentining
aktivligi
birinchi
yaqinlashuvda
uning
eritmadagi
konsentratsiyasiga teng: a
K4
= N
KA
(bu yerda: K— kation, A — anion) yoki a
MeO
=
N
MeO
va h.k. Shlak suyuqlanmalari tuzilishining molekular nazariyasida
komponentlar aktivligini aniqlashda cheklanish erkin va erkinmas konsentratsiyalar
ko‗rinishida kiritiladi, ya‘ni
. Erkin konsentratsiyalarni Shenk
konstantasi asosida hisoblab topish mumkin [9]. Qiyinchilik shlakda mavjud
bo‗lgan kimyoviy birikmalarni tanlashdan, shuningdek, tenglamalarning juda ko‗p
103
sonini birgalikda yechish zaruriyatidan iborat. Shunga qaramasdan, ma‘lum aniqlik
darajasi bilan foydalaniladigan konstantalar hisoblab topilgan sharoitlarga yaqin
bo‗lgan sharoitlarda shlak komponentining aktivligini aniqlashga erishiladi. Shlak
komponentlarining aktivligiga oid tajriba ma‘lumotlari ularning molekular tarkibi
uchun keltiriladi, chunki bu amalda foydalanishda qulay bo‗ladi. Masalan,
[Si] + (2FeO) = [2Fe] + (SiO
2
)
reaksiya uchun spravochniy ma‘lumotlardan [8]
ni aniqlab va Shenk
konstantalari bo‗yich
ni hisoblab topib, bu reaksiyaning muvozanat
konstantasi bo‗yicha [Si] muvozanat konsentratsiyani hisoblash mumkin:
Lekin buning uchun avval
aniqlanadi, so‗ngra esa
bog‗lanish
bo‗yicha RT ln K
m
= -ΔG° ekanligini nazarda tutib [Si] aniqlanadi yoki teskari
masala yechiladi: metalldagi kremniyning ma‘lum bo‗lgan muvozanat miqdori
bo‗yicha
aniqlanadi.
Molekular nazariya nafaqat shlaklar tarkibini tavsiflash uchun, balki barcha
termodinamik hisoblashlar uchun asos bo‗lib xizmat qiladi, chunki istalgan
nazariyadan foydalanilganda
kattalik muvozanatlarni hisoblash uchun
qo‗llaniladi.
Shlaklar tuzilishining ion nazariyasi ikkita asosiy modelga ega: takomillashgan
ion eritmalari va muntazam ion eritmalari. Birinchi modelga muvofiq
Bunda:
∑
va
∑
,
104
bu yerda:
va
— mos ravishda K
i
va A
j
larning mol ulushlari;
va
—
mos ravishda kation va anionlarning soni;
∑
va
∑
— 100 kg shlakdagi
kationlar va anionlarning umumiy soni.
Sof oksid suyuqlanmasi uchun
va
.
Aktivliklarning shunday tarzda hisoblab topilgan qiymatlaridan foydalanib,
birinchi yaqinlashishda reaksiya muvozanatini hisoblash mumkin. Lekin ko‗pchilik
shlaklar uchun tajriba ma‘lumotlaridan sezilarli chetga chiqishlar kuzatilgan. Bir
maromli ion eritmalari nazariyasidan foydalanib, aktivlikni ancha aniq aniqlash
mumkin. Bu nazariya turli ionlarning siljish energiyasini hisobga oladi. Masalan,
binar suyuqlanmadagi FeO uchun
bu yerda: x — Temkin bo‗yicha ion ulushlari;
—siljish energiyasi.
Bir maromli ion eritmalari nazariyasidan foydalanish V.A.Kojeurovga [16]
asosli shlaklar uchun quyidagi formulani olishga imkon berdi:
,
(
)
-
,
,
(
)
bu yerda: x — ion ulushlar (indekslar: 1 — Fe; 2 — Mn; 3 — Ca; 4 — Mg; 5 — Si;
6 — P) ni ifodalaydi.
Kislotali shlaklar uchun ideal eritmalardan ishorasi o‗zgaravchan chetlanishlar
xarakterlidir va ularni, albatta, hisobga olish zarur. Masalan, CaO—SiO
2
—A1
2
O
3
sistema uchun quyidagi formulalar keltiriladi:
(
)(
) (
)(
)
105
bu yerda indekslar: 1 — Ca, 2 — Si, 3 — A1 ni ifodalaydi.
A.G.Ponamarenko [9] shlakning kation komponentlarining aktivliligini quyidagi
formula bo‗yicha hisoblashni taklif qiladi:
( )
( )
,
bu yerda: C(i) — shlakdagi i- elementning atom ulushlarida ifodalangan to‗la
analitik konsentratsiyasi; Ψ
i
— aktivlikning atom koeffitsiyenti:
(∑
( )
)
,
bu yerda; k — shlak komponentlarining to‗la soni; ɛ
ij
— almashinish energiyasi,
(
)
.
i va j elementlarning atom parametrlari va
va
bilan belgilanadi. χ ning
qiymatlari 2.12- jadvalda keltirilgan.
Shlak suyuqlanmalaridagi komponentlar aktivligini aniqlash metodlaridan qaysi
birini tanlash hisob ma‘lumotlari qanchalik eksperimental ma‘lumotlarga to‗g‗ri
kelishiga bog‗liq.
2.12- jadval
Do'stlaringiz bilan baham: |
