Способ определения теплоты образования сплавов Советский патент 1983 года по МПК G01N25/02 

СП

а

СПСХГОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОТЫ ОБРАЗОВАНИЯ СПЛАВОВ, включающий рас плавление навески сплава, о т л и .чающийся тем, что, с целью .повышения точности и снижения трудоемкости определения, после расплавления измеряют ВЯЗКОСТЬ и температуру сплава, а искомую величину находят по формуле (( , где вязкость сплава; ti i вязкость и мольная доля 1-го компонента; 8 .Т - температура; R - газовё1я постоянная.

Изобретение относится к физикохимическому анализу, в частнос-й к определению термодинамических и динамических свойств многокомпонент ных металлических сплавов теплоты образования расплавов избыточных парциальных теплот смешения отдельных компонентов, их активностей и динамической вязкости.расплав-а. Известен способ измерения активностей компонентов расплава методом испарения, заключающийся в расплавлении металла заданного .состава, нагреве до требуемой температуры и определении давления пара интересуемого элемента Clj. Недостатком способа является необходимость проведения длительных экспериментов, в процессе которых непрерывно и меняется химический со тав исходного металла. При определе нии активности в сложных- системах требуется выполнение большого количества химических анализов. Результаты определения активности могут быть искажены из-за присутствия небольших количеств поверхностноактивных элементов, таких, как сера и кислород. . Кроме того, этот способ не позво ляет проводить непосредственное оп|ределение теплоты образования расплава. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения теплоты образова ния сплава, заключанвди| ся в расплав лении сплава, нагреве до заданной температуры, введении добавки компо нента, термодинамические свойства которого определяют, для получения сплава требуемого состава, и измере нии искомой величины 2}. Недостатком данного способа явля ется необходимость внесения поправо .на изменения теплосодержания сбрасываемой добавки, ее теплоты плавле ния, поэтому для измерения малых те ловых эффектов данный способ непригоден из-за большой погрешности. На точность калориметрического измерения значительное влияние могут оказывать реакции взаимодействи добавки с растворенными в металле примесями (например, азот и кислород) и материалом тигля. Общим недостатком этих способов является то, что они позволяют определять лишь парциальные (диф.ференциалъные) теплоты растворения отдельных элементов. Расчеты интегральных теплот на основании экспери ментальных данных, полученных с помощью известного способа,.приводят к большим погрешностям. Кроме того, для ее определения необходимо проведение большого числа длительных .трудоемких экспериментов .(не менее 20 Целью изобретения является -повышение точности и снижение трудоемкости определения. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения теплоты образования сплава, включающему расплавление навески сплава, после расплавления измеряют вязкость и температуру сплава, а искомую величину находят по формулеvQoRT(enap-IlN.enri..l, (я - вязкость сплава 5 Ч,- и N вязкость и мольная доля i-ro. компонента; температура; R - газовая Постоянная. Предлагаемой способ основан на экспериментально установленной зависимости между теплотой образования сплава и вязкостью. Способ осуществляется следугадим образом. Навеску сплава заданного, химического состава помещают в ячейку для измерения вязкости (например, в огнеупорный тигель, подвешенный на упругой нити), расплавляют и нагревают до температуры, при которой все компоненты, входящие в состав сплава, находятся в жидком состоянии, и производят измерение вяз- . кости. Вязкость чистых компонентов для расчета берут из справочных даннйх либо измеряют опытным путем. {Определенные значения вязкости сплава, чистых компонентов и температуры, при которой производили измерения, подставляют в формулу (1) и / находят теплоту образования сплава. . Пример 1. Определить количество тепла, выделяющегося при обра-i зовании расплава, содержащего. So % N1 и 50% Fe. Измерение вязйостн расплава при 1600°С дало значение ,04.7 П. Вязкость Чистого никеля ,«1.0,038 П, вязкость железа ,052 п. ,, Подставляя значения t в уравнение (1) получим . . 3--(,98 1873 en -: 600 КИЛ/МОЛЬ, : (0,052 f(o,oъъ} из справочных данных известно, что величина Q составляет 580 кал/моль. Пример 2. Определяют активность-никеля в сплаве N1 - Fe,содержащем 60% N1. Экспериментальные значения вязкости сплавов при , содержащих 55,60,65% никеля, составляют 0, 0,0459; 0,0452. Подставив найденные значения в уравнение (1), определяют теплоту образования этих сплавов Q 55% N}

1056014 ,

650 кал/моль, Q 60% кал/моль,По данным справочника (,48,

ft 65% кал/моль.Предлагаелый способ позволяет с

Первая производная теплоты смеше-точностью ие ниже 5% определять однония по концентрации равна ..spei HHo термодинамические и динами-,...ческие свойства расплавов, а также

УЦ а 400 кал/моль. ° экспериментальному определению

щ 0,65-0,55 f вязкости расплава вычислить термоди . .намические характеристики, либо ре« n S L° i Tb обратную задачу. Это значительQ, 6604-(1-0,6) кал/моль, а„Q сократит объем экспериментов и активность икелй -jO повысит производительность труда при

-н Тва о-исследовании свойств металлических

,48|.расплавов. .