Способ определения проницаемости твердых электролитов растворенными примесями металлических расплавов Советский патент 1987 года по МПК G01N27/46 C21C7/04 

11

Изобретение относится к области металлургии черных и цветных металлов-, а именно к процессам рафинирования металлических расплавов от примесей.

Цель изобретения - повьшение точности .определения проницаемости твердых электролитов.

Способ осуществляют следующим образом.

При погружении емкости с рафинирующей средой в рафинируемый расплав примеси под действием разности химических потенциалов в ионной форме диффундируют через стенку - твердый электролит, перенося электрические заряды. На внутренней и внешней поверхностях стенок возникает разность потенциалов, под действием которой во внешней цепи, соединяющей рафини- руемьш расплав и рафинирующую среду, появляется электрический ток, сила котрого определяется скоростью перехода ионов примеси через твердый электро, - лит стенок емкости. Регистрируя си- лу протекающего по внешней цепи без наложения внешнего электрического поля тока, можно в каждый текущий момент точно определить количество перешедших через твердый электролит ионов примеси, т.е. проницаемость твердого электролита при существующей в данный момент разности химических потенциалов в рафинируемом расплаве и рафинирующей среде.

Пример.В печи Таммана в корундовом тигле расплавили 500 г восстановленного водородом железа и раскислили его алюминием. Две пробирки, изготовленные из диоксида циркония, стабилизированного (15,5 мас.%) полуторным оксидом иттрия, содержащих по 10 г нераскисленного восстановленного водородом железа (О, 17 мас.% кислорода) поместили в расплав. Затем замкнули внешнюю электрическую цепь между раскисленным и нераскисленным расплавами железа через амперметры. Величина тока во внешней цепи составила 0,38 А в момент замыкания цепи, а через 10 мин уменьшилась до 0,22 А. После десятиминутной выдержки извлекли одну пробирку, а оставшуюся выдержали еще 20 мин. К этому времени величина тока через

ВНИИПИ Заказ 1883/39

Произв-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектиая, 4

10705 2

пробирку составила 0,007 А, после чего она бьша извлечена из расплава. Анализировали образцы на содержание кислорода методом вакуум-плавле- 5 ния.

Оказалось, что содержание кислорода в первой пробирке составило 0,025%, а во второй - 0,001%.

Теоретически количество оставшего- 0 ся кислорода рассчитывали по закону Фарадея

I . Zr М

--тр--

где m - масса удаленного кислорода,

г|

I - сила тока, AJ - время, с; М - атомная масса кислорода,

г/Моль; F - постоянная Фарадея,

96500 К-ЭКВ/А.-С; п - заряд иона кислорода. Подставив в формулу экспериментальные данные, рассчитали количество оставшегося в мета.лле кислорода, которое для первого случая составило 0,024%, а для второго - 0,0007% . Таким образом, из полученных данных видно, что наблюдается хорошая сходимость между фактическим и рас- четным количеством оставшегося в металле кислорода, что даёт возможность по измеренной величине силы тока определить проницаемость твердого, электролита.

Ф о р м у л а изобретения

Способ определения проницаемости твердых электролитов растворенными примесями металлических расплавов, включающий погружение в расплав емкости с проницаемыми для. ионов примесей стенками, наполненной связывающей примеси средой, отличающийся тем, что, с целью повьш1е- ния точности определения проницаемости твердых электролитов, замыкают

внешнюю цепь между рафинируемым расплавом и связывающей примеси средой и регистрируют ток во внешней цепи, по которому определяют количество переходящих через твердый электролит

ионов примесей.

аж 777 Подписное

Изобретение относится к области металлургии черных и цветных металлов, а именно к рафинированию металлических расплавов от растворенных примесей, и может быть использовано для получения особо чистых металлов и сплавов.Цель изобретения - повышение точности определения проницаемости твердых электролитов примесями металлических раплавов. Для достижения данной цели регистрируют силу протекающего между рафинируемым расплавом и рафинирующей средой тока без наложения электрического поля путем замыкания внешней цепи между рафинируемым расплавом и связывающей примеси средой. о ел