[工學(xué)]冶金原理課件中南第2章b-閱讀頁(yè)
2025-02-03 11:12本頁(yè)面
【正文】 Na3AlF6?AlF3?Al2O3三元系 熔鹽的相平衡圖 一、 NaFAlF3 二元系 體系特點(diǎn) 生成了一致熔融化合物 ——冰晶石 ? 熔點(diǎn) 1010?C ? 在固態(tài)下，冰晶石有三種變體：?jiǎn)涡本担⒎骄岛土骄?，相變溫度分別為565?C和 880?C。 熔鹽的相平衡圖 熔鹽的相平衡圖 體系特點(diǎn) （ 續(xù) ） NaF? Na3AlF6分二元系 ? 簡(jiǎn)單低共熔型，低共熔溫度 888?C。 ? 在鋁電解溫度下， Al2O3在電解質(zhì)中的溶解度不大。 ?生成一個(gè)二元不一致熔融化合物 ——亞冰晶石 （Na5Al3F14） 。 三、 Na3AlF6AlF3Al2O3 三元系 熔鹽的相平衡圖 返回 ① ② I II IV III 熔鹽的相平衡圖 體系特點(diǎn) （ 續(xù) ） ： ? 4個(gè)二元無(wú)變點(diǎn)： e1 —— Na3AlF6?Al2O3二元系的二元低共熔點(diǎn) (961?C) e2 —— Na3AlF6?AlF3二元系的二元低共熔點(diǎn) (694?C) e4 —— AlF3?Al2O3二元系的二元低共熔點(diǎn) (684?C) e5 —— Na3AlF6?AlF3二元系的二元轉(zhuǎn)熔點(diǎn) (740?C) 轉(zhuǎn)熔反應(yīng)： L + Na3AlF6 = Na5Al3F14 ? 5條界線(xiàn)： 界線(xiàn) elP、 PE、 e2E、 e4E：二元低共熔線(xiàn) 界線(xiàn) e5P：二元轉(zhuǎn)熔線(xiàn) 平衡反應(yīng)： L + Na3AlF6 = Na5Al3F14 圖 2?36 ① 熔鹽的相平衡圖 體系特點(diǎn) （ 續(xù) ） ： ? 2個(gè)三元無(wú)變點(diǎn)： ?P點(diǎn) ——三元轉(zhuǎn)熔點(diǎn)： LE + Na3AlF6 = Na5Al3F14 + Al2O3 P點(diǎn)組成 （ 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ） ： Na3AlF6 、 AlF3 、 Al2O3 。 ?在 Na3AlF6?Al2O3二元系中添加 AlF3后 ， 初晶溫度顯著降低 。 圖 2?36 ② 熔鹽的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 銅 锍 ?主要成分： Cu2S， FeS ? Cu、 Fe、 S三者之和約 80～ 90%（ 質(zhì)量 ） ?銅锍的基本體系： ? Cu?S二元系 ? Fe?S二元系 ? Cu?Fe二元系 ? Cu2S?FeS二元系 ? Na3AlF6?AlF3?Al2O3三元系 熔锍的相平衡圖 一 、 Cu?S 二 元系相圖 體系特點(diǎn) ： ?生成一致熔融化合物： Cu2S ? 含 S %（ 質(zhì)量 ） ， 熔點(diǎn) 1130?C； ? Cu2S易溶解硫形成固溶體 。 ? 一層以 Cu2S為主 ， 含有飽和的金屬銅； ? 另一層為被硫飽和的銅溶液 。 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 二 、 Fe?S 二 元系相圖 體系特點(diǎn) ： ?生成一致熔融化合物： ? 純 含 S %（ 質(zhì)量 ） ， 熔點(diǎn) 1130?C； ? 易溶解硫或鐵形成固溶體 。 ? Fe? 元系屬于生成有限固溶體的低共熔體系 ， 低共熔溫度 988?C。 ? 含硫量增大將導(dǎo)致鐵的熔點(diǎn)降低 。 ?在純銅一側(cè)： ? T 1083?C時(shí) ， 銅溶解少量鐵形成固溶體 ? 相；其中溶解的鐵量隨著溫度升高而增大 ， 在 1094?C時(shí)達(dá) ~4%（ 質(zhì)量 ） 。 ?在造锍熔煉中 ， 可能 析出 銅鐵合金 （ 熔點(diǎn)高 ）， 易沉積于爐底且難于清除 。） ， 熔點(diǎn) 1090?C。 ? Cu2S? ， 在940?C ~1191?C之間 。 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 ? 當(dāng) Cu、 Fe、 S三種組分混熔時(shí) ， 如果硫量超過(guò) Cu2S?FeS熔體中硫的化學(xué)計(jì)量 ，多余的硫在熔化過(guò)程中會(huì)揮發(fā)逸去 。 ? 硫化鐵采用化學(xué)計(jì)量形式的 FeS。 五 、 Cu?Fe?S 三元系相圖 平面投影 圖 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖 體系特點(diǎn) ： ? 4個(gè)液相面： I —— CuE1PPlCu面為 Cu (Cu固溶體 ) 的液相面 L = Cu (固溶體 ) 兩相平衡； Ⅱ —— FeP1PDKFE2Fe面為 Fe (Fe固溶體 ) 的液相面 L = Fe (固溶體 ) 兩相平衡； Ⅲ —— FeSE2EE3FeS面為 FeS (FeS固溶體 ) 的液相面 L = FeS (固溶體 ) 兩相平衡； Ⅳ —— Cu2SE3EFfCu2S面和 E1PDdE1面為 Cu2S (Cu2S固溶體 ) 的液相面； L = Cu2S (固溶體 ) 兩相平衡 。 平面投影 圖 （ 簡(jiǎn)示圖 ） 熔锍的相平衡圖 返 回 ① ② ③ 熔锍的相平衡圖 體系特點(diǎn) （ 續(xù) ） ： ? 2個(gè)液相分層面 ? Vl (dDFfd面 )——析出 Cu2S固溶體的初晶區(qū) ， L1 ＝ L2 + Cu2S (固溶體 ) 兩液相的組成由 fF 和 dD 線(xiàn)上兩對(duì)應(yīng)點(diǎn)表示； ? V2 (DKFD面 )——析出 Fe固溶體的初晶區(qū) ， L1 ＝ L2 + Fe (固溶體 ) 兩液相的組成由 KF及 KD線(xiàn)上兩對(duì)應(yīng)點(diǎn)表示 。 ? P1P —— 二元轉(zhuǎn)熔線(xiàn)： L + Fe (固溶體 ) = Cu (固溶體 ) 圖 2?42 ② 熔锍的相平衡圖 體系特點(diǎn) （ 續(xù) ） ： ? 2個(gè)三元無(wú)變點(diǎn) ? E —— 三元低共熔點(diǎn) （ 靠近 FeS?Cu2S連線(xiàn)上的 E3附近 ， 但并不落在 FeS?Cu2S直線(xiàn)上 ） 。 平衡反應(yīng)： L + Fe (固溶體 ) = Cu (固溶體 ) + Cu2S (固溶體 ) 圖 2?42③ 熔锍的相平衡圖 ? L1——含有少量硫的液態(tài) Cu?Fe合金 ， L2——Cu2S?FeS假二元系完全熔融體 ， 即熔融銅锍 。 ?銅锍的含硫量不能超過(guò) FeS?Cu2S假二元系的對(duì)應(yīng)值 ——硫會(huì)揮發(fā) 。 ?工業(yè)銅锍中硫的含量一般為 ~（ 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ） 。 等溫截面圖 （ 1250?C ） 熔锍的相平衡圖 熔锍的相平衡圖
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