专利名称：一种高温金属熔体中溶质组元活度系数的测定方法
技术领域：
本发明属于高温冶金实验领域，特别是涉及一种高温金属熔体中溶质组元活度系数的测定方法。
背景技术：
金属熔体如钢水、铁水等，不仅是火法冶金过程的主要产品，也是冶炼过程中多相反应的直接参加者。炼钢过程中的许多物理过程和化学反应都是在钢液与熔渣间进行的，金属熔体的物理化学性质对冶炼过程热力学和动力学都有重要影响。冶金过程中的金属熔体溶有多种非金属元素和金属元素。为了改善钢的机械性能和使金属具有各种特殊性能，通常向钢中加入各种合金元素，如硅、锰、铬、镍、钴、钨、钥、钒、钛、铌、锆、硼和稀土元素等。熔铁中各种溶质元素不仅与铁发生作用，各溶质元素之间也会发生相互作用，这都会影响到熔体的物理化学性质。熔铁中各元素之间的相互影响，可以通过彼此对活度系数的影响显示出来。因此，有必要研究溶质组元在熔融金属中的活度及活度系数等相关热力学数据，这是了解溶质组元在金属熔体/熔渣两相间的分配比以及金属熔体热力学性质的关键。金属熔体中组元的活度及活度系数等是冶金生产中充分利用各种有益元素、合金钢精炼工艺的优化与控制、开发新钢种的必要热力学依据，对发展金属熔体理论也有非常重要的作用。研究金属熔体中组元活度与活度系数的普遍方法为测定组成气流的化学平衡法，原理简述如下。测定[M]在金属熔体中的热力学性质，可以设计如下的气-液-固或气-液-渣的化学平衡。利用还原性气体使氧化物或熔渣中的M组分还原进入金属相，待体系达到高温平衡时，将金属熔体淬冷分析，从分析结果中计算出组元M的活度系数。
权利要求
1.一种高温金属熔体中溶质组元活度系数的测定方法，步骤如下 该方法包括两个实验组反应坩埚与一个参比坩埚，在同一次实验同一气氛下平衡；参比坩埚中选取一种合适的参比金属与MOx氧化物进行平衡，以测定金属M在参比金属中的活度系数，要求该参比金属在实验气氛下不会被氧化、不会影响熔渣的成分，此外还要求金属M能溶解在该金属中在实验条件下形成稀溶液； 当反应达到平衡时，金属M形成的纯氧化物MOx活度为1，由等温方程可知Λ = -RT In-(膨χ)-= -RThi- - 111a T/2mO χ/2 aW^pO2 ；Ρ )—,[AifWVp ) 可根据参比金属中M的含量及气相组成计算出参比金属中M的活度系数Ym,； 两个实验坩埚采取同材质坩埚，分别放入参比金属与待研究金属熔体的溶剂金属，两组平衡的熔渣配比完全相同；在同一气氛下同一次实验中渣金达到平衡时，两组坩埚中MOx在熔渣中的活度相等，因此金属M在参比金属与待研究熔体中的活度也相等；根据金属中M的含量以及参比坩埚实验得到的M在参比金属中的活度系数，可以得到M在待测金属熔体中的活度系数Q Μ,参比金属=Q MYΜ,参比金属· Χ Μ,参比金属=Y M · X MYM = Y Μ,参比金属· XM#tt^/XM。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述实验反应坩埚为MgO坩埚；所述实验参比i甘埚为Mo 甘埚。
全文摘要
本发明属于高温冶金实验领域，特别是涉及一种高温金属熔体中溶质组元活度系数的测定方法。该双坩埚参比法包括两个实验组反应坩埚与一个参比坩埚。参比坩埚中选取一种合适的参比金属与MOx氧化物平衡，以测定M在参比金属中的活度系数。两个实验坩埚采取同材质坩埚，分别放入参比金属与待研究的溶剂金属，平衡的熔渣配比完全相同。在同一实验同一气氛下平衡时，根据金属中M的含量以及M在参比金属中的活度系数，可得到M在金属熔体中的活度系数。本方法不仅可以降低高温冶金实验的难度、减少实验费用，而且得到的数据也更为准确、可靠。
文档编号G01N25/00GK102721717SQ201210229968
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月4日 优先权日2012年7月4日
发明者张璐, 闫柏军 申请人:北京科技大学