Способ определения теплоты образования сплавов
СПСХГОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ ОБРАЗОВАНИЯ СПЛАВОВ, включающий рас плавление навески сплава, о т л и .чающийся тем, что, с целью .повышения точности и снижения трудоемкости определения, после расплавления измеряют ВЯЗКОСТЬ и температуру сплава, а искомую величину находят по формуле (( , где вязкость сплава; ti i вязкость и мольная доля 1-го компонента; 8 . Т - температура; R - газовё1я постоянная.
„.SU„„1 А
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ЩП С 01 N 25/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ
t у
И АВТСРСИСИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1(21) 3391208/18-25 (22) 05.01. 82 (46) 23.11.83. Бюп. 9 43 (72) Л.М. Романов, Л.Я. Коэлев, Е.В. Рожкова и О.M. Романов (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения и Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (53) 536. 42 (088. 8) (56) 1, Филиппов С.И. и др. Фиэикохимические методы исследования ме таллургических процессов, М., "Металлургия", 1968, с. 366, 2. Филиппов C.И. и др. Фиэикохимические методы исследования металлургических процессов. М., "Металлургия", 1968, с. 139 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ
ОБРАЗОВАНИЯ СПЛАВОВ, включакюцнй рас.плавление навески сплава, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью
:повышения точности и снижения трудо емкости определения, после расплавления измеряют вязкость и температуру сплава, а искомую величину находят по Формуле где, $,. ийь вяз кость спл ав а; вязкость и мольная доля
1-ãî компонента; температура; газовая постоянная.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "
1056014
Изобретение относится к фиэикохимическому анализу, в частностМ. к определению термодинамических и динамических свойств многокомпонентных металлических сплавов теплоты образования расплавов, избыточных . 5 парциальных теплот смещения отдельных компонентов, их активностей и динамической вязкости. расплава.
Известен способ измерения активностей компонентов расплава методом 10 испарения, заключающийся в расплавлении металла заданного .состава, нагреве до требуемой температуры и определении давления пара интересуемого элемента (11. 15
Недостатком способа является необходимость проведения длительных экспериментов, в процессе которых непрерывно изменяется химический сос тав исходного металла. При определении активности в сложных системах требуется выполнение большого количества химических анализов. Результаты определения активности могут быть искажены иэ-за присутствия небольших количеств поверхностно25 активных элементов, таких, как сера и кислород.
Кроме того, этот способ не позво- ляет проводить непосредственное оп,ределение теплоты образования расплаваа.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения теплоты образования сплава, заключающимися в расплав-. З5 ленин сплава, нагреве до заданной температуры, введении добавки компо- нента, термодинамические свойства которого определяют, для получения сплава требуемого состава, и измере- 40 нии искомой величины (2 1.
Недостатком данного способа является необходимость внесения поправок на изменения теплосодержания сбрасываемой добавки, ее теплоты плавле- 45 ния, поэтому для измерения малых тепловых эффектбв данный способ непригоден из-за большой погрешности.
На точность калориметрического измерения значительное влияние могут оказывать реакции взаимодействия добавки с растворенными в метапле примесями (например, азот и кислород) и материалом тигля.
Общим недостатком этих способов является то, что они позволяют определять лишь парциальные (диф..Ференциальные) теплоты растворения отдельных элементов. Расчеты интегральных теплот на основании экспериментальных данных, полученных с помощью известного способа,,приводят к большим погрешностям. Кроме того, для ее определения необходим проведение большого числа длительных ,трудоемких экспериментов (не менее 20 } .165
Целью изОбретения является повышение точности и снижение трудоемкости определения..
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения теплоты образования сплава, включающему расплавление навески сплава, после расплавления измеряют вязкость и температуру сплава, а искомую величину находят по формуле
I где — вязкость сплава;
q,è и - вязкость и мольная доля
i-ro. компонента;
Т вЂ” температура;
R — - газовая постоянная.
Предлагаемый способ основан на экспериментально установленной зависимости между теплотой образования сплава и вязкостью.
Способ осуществляется следука им образом. Навеску сплава заданного, химического состава помещают в ячей« ку для измерения вязкости (например, в огнеупорный тигель, подвешенный на упругой нити), расйлавляют и нагревают до температуры, при которой все компоненты, входящие в состав сплава, находятся в жидком состоянии, и производят измерение вяз-, кости. Вязкость чистых компонентов для расчета берут из справочных данных либо измеряют опытным путем.
1Определенные значения вяэкостж спла. ва, чистых компонентов и температуры, при которой производили измерения, псдставляют в формулу (!) и находят теплоту образования сплава.
Пример 1. Определить количество тепла, выделяющегося при обра . зовании расплава, содержащего 50 % й1 и 50% Fe. Измерение вязкости расплава при 1600 С дало значение =0 047 П. Вязкость чистого никеля Ь1,„.=0,038 П, вязкость железа
g< =0,052 Л.
Подставляя значения Ч в уравнеййе (1) получим1
- 6 =М т 8 З- <,9а 1875 eh x
1р й» (Fe х
О 041
- 000 atn/молЬ, (О,ОЯ.) (0,038)
Из справочных данных известно, что величина 0 составляет 580 кал/моль, Пример 2, Определяют активность никеля в сплаве Ni - Fe,ñoäåðжащем 60Ф И1 . Экспериментальные значения вязкости сплавов при 1600 С, содержащих 55,60,65В никеля, составляют 0,0415; 0,0459у 0,0452.
Подставив найденные значения а уравнение (1), определяют теплоту образования этих сплавов Q 55% Nf
1056014
680 - 640 йв = 400 кал/моль, Й1
Ф 1
Тогда вецичина 5g;. составляет
Qg)=660+(1-0 6)400=820 кал/моль, а активность никеля ак .ио. RT,9919.73
Составитель С. Беловодченко
Редактор Н. Лазаренко ТехрЕд: С.Мигунова Корректор A- Ильин
Заказ 9290/34 Тираж 873 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", Ь. ужгород, ул. Проектная, 4
650 кал/моль, 0 60% Ni 660 кал/моль, ф 653 Ni =680 кал/моль.
Первая производная теплоты смешения по концентрации равна
По данным справочника Цм =0,48.
Предлагаемы способ позволяет с
,точностью не ниже 5Ъ определять одновременно термодинамические и динамические свойства расплавов, а также по экспериментальному определению вязкости расплава вычислить термодинамические характеристики, либо решить обратную задачу. Это значительно сократит объем экспериментов и
tO повысит производительность труда при исследовании свойств металлических расплавов.
