Расчет и построение диаграммы состояния Mn-Si-O при 250С. Анализ химической устойчивости
Дипломы, курсовые и прочее / Термодинамика химической устойчивости сплавов системы Mn-Si / Дипломы, курсовые и прочее / Термодинамика химической устойчивости сплавов системы Mn-Si / Расчет и построение диаграммы состояния Mn-Si-O при 250С. Анализ химической устойчивости Расчет и построение диаграммы состояния Mn-Si-O при 250С. Анализ химической устойчивости
Страница 3

кремний марганец термодинамический химический равновесие

Рассчитать равновесия 10-12 не представляется возможным, что может свидетельствовать о том, что какой-либо из силицидов окисляется до силиката раньше, чем α-фаза. С этим же может быть связана и неупорядоченная последовательность вычисленных значений Р(О2).

Для того, чтобы показать термодинамическую возможность или невозможность осуществления реакций между оксидами марганца и кремния в равновесии с альфа-фазой, выполнены следующие расчёты. Для каждой из возможных реакций вычислен интервал значений Q12, удовлетворяющий условию возможности протекания этой реакции при в области составов системы Mn – Si, при которой альфа-фаза термодинамически устойчива.

1)

;

;

;

.

2)

;

;

;

.

3)

;

;

;

.

4)

;

;

;

.

При оценке параметров Q12 необходимо учесть следующие условия: а) мольная доля кремния в альфа-фазе должна находиться в пределах существования альфа-фазы – ; б) давление кислорода в газовой фазе над конденсированной фазой не должно быть больше значения, при котором возможно окисление чистого марганца – атм. Подставляя в выражения для энергий смешения значения энергий Гиббса реакций (1) – (4), получаем следующие неравенства:

Для реакции (1): ,

Для реакции (2): ,

Для реакции (3): ,

Для реакции (4): .

Сравнивая между собой полученные значения Q12, можно прийти к выводу о том, что протекание реакций между оксидами марганца и кремния в равновесии с альфа-фазой невозможно.

Таким образом, предположение о том, что окисление SiO2 до MnSiO3, MnSiO3 до Mn2SiO4, Mn2SiO4 до MnO реализуются в равновесии с альфа-фазой, не подтвердилось. Поэтому необходимо проверить предположение о том, что вышеуказанные реакции реализуются в равновесии с одним из силицидов марганца. Для этого были рассмотрены все возможные трёхфазные равновесия в системе Mn-Si-O, которые представлены в таблице.

Табл. 2.7 Все возможные трёхфазные равновесия в системе Mn-Si-O

Состояние

Уравнение реакции

Si – Mn11Si19 – SiO2

Si(A) + O2 = SiO2

Mn11Si19 – MnSi –SiO2

Mn11Si19 + 8O2 = 11MnSi + 8SiO2

MnSi – Mn5Si3 – SiO2

5MnSi + 2O2 = Mn5Si3 + 2SiO2

Mn5Si3 – Mn5Si2 – SiO2

Mn5Si3 + O2 = Mn5Si2 + SiO2

Mn5Si2– Mn3Si – SiO2

3Mn5Si2 + O2 = 5Mn3Si + SiO2

Mn3Si – Mn9Si2 – SiO2

3Mn3Si + O2 = Mn9Si2 + SiO2

Mn9Si2 – Mn0,85Si0,15 – SiO2

17Mn9Si2 + 7O2 = 180Mn0,85Si0,15 + 7SiO2

Mn0,85Si0,15 – α – SiO2

xSi(α)=0,042; aMn(α)=0,855

20Mn0,85Si0,15 + 3O2 = 17Mn(α) + 3SiO2

=================

=================

Mn11Si19 – SiO2 – MnSiO3

2Mn11Si19 + 49O2 = 22MnSiO3 + 16SiO2

MnSi – SiO2 – MnSiO3

2MnSi + 0SiO2 + 3O2 = 2MnSiO3

Mn5Si3 – SiO2 – MnSiO3

2Mn5Si3 + 4SiO2 + 11O2 = 10MnSiO3

Mn5Si2 – SiO2 – MnSiO3

2Mn5Si2 + 6SiO2 + 9O2 = 10MnSiO3

Mn3Si – SiO2 – MnSiO3

2Mn3Si + 4SiO2 + 5O2 = 6MnSiO3

Mn9Si2 – SiO2 – MnSiO3

2Mn9Si2 + 14SiO2 + 13O2 = 18MnSiO3

Mn0,85Si0,15 – SiO2 – MnSiO3

40Mn0,85Si0,15 + 28SiO2 + 23O2 = 34MnSiO3

==================

=================

Si – Mn11Si19 – MnSiO3

2Mn11Si19 + 33O2 = 22MnSiO3 + 16Si

Mn11Si19 – MnSi – MnSiO3

0Mn11Si19 + 2MnSi + 3O2 = 2MnSiO3

MnSi – Mn5Si3 – MnSiO3

2MnSi + 3O2 = 0Mn5Si3 + 2MnSiO3

Mn5Si3 – Mn5Si2 – MnSiO3

6Mn5Si3 + 15O2 = 4Mn5Si2 + 10MnSiO3

Mn5Si2– Mn3Si – MnSiO3

4Mn5Si2 + 3O2 = 6Mn3Si + 2MnSiO3

Mn3Si – Mn9Si2 – MnSiO3

14Mn3Si + 9O2 = 4Mn9Si2 + 6MnSiO3

Mn9Si2 – Mn0,85Si0,15 – MnSiO3

4Mn9Si2 + 3O2 = 40Mn0,85Si0,15 + 2MnSiO3

Mn0,85Si0,15 – α – MnSiO3

xSi(α)=0,042; aMn(α)=0,855

40Mn0,85Si0,15 + 9O2 = 28Mn(α) + 6MnSiO3

==================

=================

Mn11Si19 – MnSiO3 – Mn2SiO4

2Mn11Si19 + 16Mn2SiO4 + 49O2 = 54MnSiO3

MnSi – MnSiO3 – Mn2SiO4

2MnSi + 3O2 = 0Mn2SiO4 + 2MnSiO3

Mn5Si3 – MnSiO3 – Mn2SiO4

2Mn5Si3 + 11O2 = 2MnSiO3 + 4Mn2SiO4

Mn5Si2 – MnSiO3 – Mn2SiO4

2Mn5Si2 + 2MnSiO3 + 9O2 = 6Mn2SiO4

Mn3Si – MnSiO3 – Mn2SiO4

2Mn3Si + 2MnSiO3 + 5O2 = 4Mn2SiO4

Mn9Si2 – MnSiO3 – Mn2SiO4

2Mn9Si2 + 10MnSiO3 + 13O2 = 14Mn2SiO4

Mn0,85Si0,15 – MnSiO3 – Mn2SiO4

40Mn0,85Si0,15 + 22MnSiO3 + 23O2 = 28Mn2SiO4

==================

=================

Si – Mn11Si19 – Mn2SiO4

2Mn11Si19 + 22O2 = 27Si + 11Mn2SiO4

Mn11Si19 – MnSi – Mn2SiO4

27MnSi + 16O2 = Mn11Si19 + 8Mn2SiO4

MnSi – Mn5Si3 – Mn2SiO4

Mn5Si3 + 4O2 = MnSi + 2Mn2SiO4

Mn5Si3 – Mn5Si2 – Mn2SiO4

Mn5Si3 + Mn5Si2 + 10O2 = 5Mn2SiO4

Mn5Si2– Mn3Si – Mn2SiO4

Mn5Si2 + 2O2 = Mn3Si + Mn2SiO4

Mn3Si – Mn9Si2 – Mn2SiO4

5Mn3Si + 6O2 = Mn9Si2 + 3Mn2SiO4

Mn9Si2 – Mn0,85Si0,15 – Mn2SiO4

11Mn9Si2 + 14O2 = 100Mn0,85Si0,15 + 7Mn2SiO4

Mn0,85Si0,15 – α – Mn2SiO4

xSi(α)=0,042; aMn(α)=0,855

20Mn0,85Si0,15 + 6O2 = 11Mn(α) + 3Mn2SiO4

==================

=================

Mn11Si19 – Mn2SiO4 – MnO

2Mn11Si19 + 54MnO + 49O2 = 38Mn2SiO4

MnSi – Mn2SiO4 – MnO

2MnSi + 2MnO + 3O2 = 2Mn2SiO4

Mn5Si3 – Mn2SiO4 – MnO

2Mn5Si3 + 2MnO + 11O2 = 6Mn2SiO4

Mn5Si2 – Mn2SiO4 – MnO

2Mn5Si2 + 9O2 = 4Mn2SiO4 + 2MnO

Mn3Si – Mn2SiO4 – MnO

2Mn3Si + 5O2 = 2Mn2SiO4 + 2MnO

Mn9Si2 – Mn2SiO4 – MnO

2Mn9Si2 + 13O2 = 4Mn2SiO4 + 10MnO

Mn0,85Si0,15 – Mn2SiO4 – MnO

40Mn0,85Si0,15 + 23O2 = 6Mn2SiO4 + 22MnO

==================

=================

Si – Mn11Si19 – MnO

2Mn11Si19 + 11O2 = 38Si(A) + 22MnO

Mn11Si19 – MnSi – MnO

19MnSi + 4O2 = Mn11Si19 + 8MnO

MnSi – Mn5Si3 – MnO

Mn5Si3 + O2 = 3MnSi + 2MnO

Mn5Si3 – Mn5Si2 – MnO

6Mn5Si2 + 5O2 = 4Mn5Si3 + 10MnO

Mn5Si2– Mn3Si – MnO

4Mn3Si + O2 = 2Mn5Si2 + 2MnO

Mn3Si – Mn9Si2 – MnO

2Mn9Si2 + 3O2 = 4Mn3Si + 6MnO

Mn9Si2 – Mn0,85Si0,15 – MnO

80Mn0,85Si0,15 + 7O2 = 6Mn9Si2 + 14MnO

Mn0,85Si0,15 – α – MnO

xSi(α)=0,042; aMn(α)=0,855

2Mn(α) + O2 = 2MnO

==================

=================

MnO – Mn3O4 – Mn2SiO4

6MnO + O2 = 2Mn3O4

Mn3O4 – Mn2SiO4 – MnSiO3

6Mn2SiO4 + O2 = 6MnSiO3 + 2Mn3O4

Mn3O4 – Mn2O3 – MnSiO3

4Mn3O4 + O2 = 6Mn2O3

Mn2O3 – MnO2 – MnSiO3

2Mn2O3 + O2 = 4MnO2

MnO2 – MnSiO3 – SiO2

2MnSiO3 + O2 = 2MnO2 + 2SiO2

MnO2 – Mn2O7 – SiO2

4MnO2 + 3O2 = 2Mn2O7

Mn2O7 – SiO2 – {O2}

Страницы: 1 2 3 4 5

Смотрите также

Методика обработки экспериментальных данных
Вся процедура обработки экспериментальных данных может быть разделена на два этапа. На первом производится первичная обработка сведений, полученных при проведении эксперимента по химическом ...

Амилолитические ферменты и их применение в спиртовой промышленности
...

Ректификационная установка непрерывного действия (тарельчатая (ситчатая) для разделения смеси: метанол - вода)
...