Сумісне відновлення оксидів металів воднем

Отримання порошків сплавів

Цей метод застосовують у тих випадках, коли метали, що входять до складу сплаву, мають низьку спорідненість з киснем, наприклад Cu, Fe, Co, Ni, Mo, W. Можливе також сумісне відновлення оксидів металів комбінованим відновником з додаванням вуглецю.

Термодинамічні особливості отримання порошків сплавів майже такі самі, як і в разі отримання порошків окремих металів відновленням воднем, вуглецем, хоч у цьому випадку на константу рівноваги впливають активності металів сплаву.

Оскільки молібден і залізо утворюють тверді розчини, то в процесі відновлення, за низьких температур можуть виникати такі біваріантні системи рівноваги:

0,5 MoO₂ + H₂ = 0,5 Mo + H₂O (4.11)

0,25 Fe₃O₄ + H₂ = 0,75 Fe + H₂O (4.12)

Для реакції (4.11) – це твердий розчин (Fe-M₀)-M₀O₂ – газова фаза і для реакції (4.12) – твердий розчин (Fe-M₀)-Fe₃O₄ – газова фаза. Константу рівноваги реакції (4.11) визначають із співвідношення:

де – активність молібдену, що визначається за формулою

;

Q – енергія змішування молібдену і заліза для твердого розчину, яка дорівнює 25 кДж/моль; – молярна частка молібдену в твердому розчині Fe–Mо. Для реакції (4.12) константа рівноваги

де – активність заліза у твердому розчині, що визначається за формулою

де – молярна частка заліза у твердому розчині Mо–Fe.

Значення констант рівноваги для вказаних систем наведено у табл. 4.2.

Аналіз термодинамічних характеристик у розглянутому випадку дозволяє зробити висновок про те, що в разі сумісного відновлення оксидів заліза і молібдену передусім відновлюються оксиди заліза. Оксиди молібдену починають відновлюватись після появи металевого заліза. Кінетичні закономірності процесу відновлення бінарної оксидної системи Fe₂O₃ – MоO₂ показано на рис. 4.12.

Таблиця 4.2

Дата добавления: 2014-11-20