ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы построения фазовых диаграмм из "Высокотемпературная химия силикатных и других окисных систем" Детальное представление фазовых равновесий в системе Ре—О весьма существенно для дальнейшего обсуждения более сложных поликомпонентных систем, содержащих сили-каты железа. На рис. 42 при- ведены фазовые равновесные соотношения в системе Ре—О в зависимости от температуры и парциального давления кислорода. При иснользовании этой диаграммы следует руководствоваться следующими правилами. [c.62] В области, где конденсированная фаза сосуществует в равновесии с газом, система обладает двумя степенями свободы. Поэтому в пределах поля устойчивости одной фазы, например вюстита, как температура, так и давление могут изменяться без изменения числа присутствующих фаз. Вдоль пограничных кривых, где две конденсированные фазы сосуществуют в равновесии с газовой, система имеет только одну степень свободы. Так, например, если система рассматривается при определенной температуре, то она должна характеризоваться вполне определенным давлением кислорода и наоборот. Парциальное давление кислорода при низких температурах настолько незначительно, что оно имеет очень малое физическое значение. Физически более существенными являются отношения Рщо Рщ или Рсоа Рсо в газовой фазе, находящейся в равновесии с различными окислами. [c.62] Диаграмма равновесных фазовых соотношений между гематитом РвгОз, магнетитом FeO-FegOg, вюотитом FeO, расплавом окислов и жидким железом в зависимости от температуры и парциального давления О2. [c.62] Фазовые соотношения системы Ге—О, соотношений, показаны на рис. 43 и 44. [c.63] Кривая / и часть кривой III (ниже 1000° С) получены расчетным путем из величин свободных энергий (рис. 43). [c.63] Положение жирной крест-пунктирной линии (рис. 43) относительно пограничных линий определяет области усто11чивости различных окислов железа в парах чистой воды. Необходимо отметить, что при температурах, примерно ниже 1070° С, гематит является фазой, стабильной в атмосфере паров воды, а выше 1595° С в тех же условиях стабильной фазой является расплав, состоящий из окислов железа. Следует также указать, что ни вюстит, ни металлическое железо не являются равновесными с водяным паром при какой-либо температуре и давлении в 1 атм. [c.63] Для исследований равновесий в областях диаграммы, лежащих ниже кривой диссоциации чистой воды, необходимо применять смеси Н2 (или другого восстановительного агента) с Н2О в пропорциях, которые могут быть рассчитаны из рис. 43. Одним из практически валяных следствий является то, что значения отношений HjO Hj, приведенные на рис. 43, являются равновесными при любой произвольно заданной температуре. [c.63] Для экспериментального изучения фазовых равновесий окислов железа необходимо применять определенную смесь двух газов, полученную при комнатной температуре, и далее нагревать эту смесь до заданной температуры, при которой изучается равновесие между конденсирован ными фазами. [c.64] Сплошные жирные линии и тонкие пунктирные линии имеют то же значение, чю и на рис. 43. Жирная дубль крест-пупктирная линия указывает равновесное отношение РсОг - СО равновесии с углеродом (графитом) в зависимости от температуры, при общем давлении в 1 атм. [c.64] Кривые с положительным наклоном (например, граница Ее—Еез04) возникают в тех случаях, когда теплота восстановления окисла одной степени окисления в низший и до металлического железа больше, чем теплота окисления На, участвующего в реакции. [c.64] Диаграмма, изображенная на рис. 44, построена по тем же данным, что и рис. 43. Легко видеть, что рис. 43 и 44 близки между собой, что обусловливается близостью констант диссоциации Н2О и СОа. [c.64] Следует отметить, что эта линия пересекает границы Feg04—FeO и FeO—Fe при 660 и. 720° С, соответственно. Эти температуры являются минимальными, при которых вюстит и металлическое железо (соответственно) могут находиться в равновесии с газами С—О- системы. Указанные соотношения имеют фундаментальное значение для теории доменного процесса и имеют ряд существенных приложений для геохимических процессов, таких нанрнмер, как устойчивость сидерита при окислении в условиях высоких давлений. [c.65] Диаграммы, представленные на рис. 43 и 44, имеют один существенный недостаток они не указывают составов конденсированных фаз. Однако фазовая диаграмма системы Fe—О может быть представлена таким образом, что па ней будут указаны составы конденсированных фаз. [c.65] Соотношения между различными методами изображения фазовых равновесий можно видеть из сравнения рис. 43—45. На рис. 43 и 44 каждая область соответствует условиям, при которых одна конденсированная фаза существует в равновесии с газовой. Пограничные кривые на этих же самых диаграммах указывают условия совлгестного существования газовой и двух конденсированных фаз. На рис. 45 отдельные области диаграммы могут соответствовать условиям, при которых с газовой фазой одновременно существуют в равновесии одна или две конденсированные фазы. Эти заключения не находятся друг с другом в противоречии. [c.65] На рис. 43 и 44 не имеется координатной оси, которая бы выражала составы конденсированных фаз. Две конденсированные фазы различного состава, находящиеся в равновесии вдоль пограничной кривой, изобра-жаются-на этих диаграммах при помош,и одной фигуративной точки, именно такой, которая соответствует комбинации температуры и соотношения HgO На (СОа СО), когда обе эти фазы взаилшо равновесны. На рис. 45 оси выбраны таким образом, что составы конденсированных фаз могут быть неносредственно определены по графику. Поскольку составы фаз, находящихся в равновесии, различаются между собой, две фазы соответствуют уже двум различным точкам на диаграмме. Построение производится так, что пограничные кривые рис. 43 и 44 учитываются для образования областей на рис. 45. [c.65] на рис. 45 проходят наклонно через эти области. [c.66] Диаграмма равновесных фазовых соотношений системы Fe—О, в основном по данным Даркена и Гурри (1945, 1946). [c.66] Сплогапые экуирные линии — пограничные кривые, отделяющие области различных фаз. Тонкие штрих-пунктирные линии — изобары кислорода (в атм.). Пунктирные кривые в верхней правой части системы — это условные пограничные кривые в области, где отсутствуют экспериментальные данные (PQj атм.). [c.66] Вернуться к основной статье