冶金物理化学熔渣的热力学模型JIANKE .pptx

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1、5.15.1、熔渣模型分类熔渣模型分类:熔熔渣渣模模型型离离子子理理论论共存理论模型共存理论模型Toop-SamisToop-Samis模型模型分子理论分子理论schenckschenck（19341934）（已讲）（已讲）MassonMasson模型模型统计热力学模型统计热力学模型 Herasymenko(1938)Herasymenko(1938)Temkin(Temkin(已讲已讲)FloodFlood完全离子模型完全离子模型正规溶液模型正规溶液模型正规离子溶液模型正规离子溶液模型正规分子溶液模型正规分子溶液模型经典热力学模型经典热力学模型第1页/共21页5.25.2、MassonMas

2、son模型（模型（）：5.2.1 5.2.1 基本假设：基本假设：（1 1）在）在 二元系熔渣中，二元系熔渣中，解离为解离为 及及 ，而而 结合结合 形成形成 ，在聚合成在聚合成 、等直链型的硅氧离子，即：等直链型的硅氧离子，即：第2页/共21页平衡常数通式：平衡常数通式：（2 2）熔渣是由正负离子组成的理想溶液。即分别由正负离子所组成的交织）熔渣是由正负离子组成的理想溶液。即分别由正负离子所组成的交织在一起的两个理想溶液。因此有：在一起的两个理想溶液。因此有：第3页/共21页（4 4）熔渣中）熔渣中 的活度：的活度：（3 3）所有聚合反应的平衡常数相等，即：）所有聚合反应的平衡常数相等，即：

3、5.2.25.2.2、体系中体系中 活度的计算式：活度的计算式：（直链式）（直链式）第4页/共21页注意：当 溶渣中 时，上式不能用。应用下式进行计算：(支链式支链式)第5页/共21页5.2.35.2.3、MassonMasson模型的计算方法：模型的计算方法：（1 1）对某一确定的）对某一确定的 熔渣熔渣,用化学分析法确定用化学分析法确定（2 2）测定某一）测定某一 下的下的 ,代入计算式得代入计算式得K K。（3 3）利用以求出的）利用以求出的K K代入计算式得：代入计算式得：即可计算任一即可计算任一 下的下的 。5.2.45.2.4、MassonMasson模型的不足：模型的不足：（1

4、1）视熔渣为理想溶液，与实际不符。）视熔渣为理想溶液，与实际不符。（2 2）模型结论难以应用到三元及多元系熔渣。）模型结论难以应用到三元及多元系熔渣。第6页/共21页（3 3）实际中各个聚合反应的平衡常数并不相等。）实际中各个聚合反应的平衡常数并不相等。5.2.55.2.5、计算式的推导：、计算式的推导：第一步：推导（5-15-1）第7页/共21页令令简记：简记：则（则（5-15-1）式简化为：）式简化为：（5-25-2）（5-45-4）由（由（5-25-2）得：）得：（5-35-3）故：故：第8页/共21页；代入（；代入（5-45-4）式得：）式得：（5-55-5）第二步：推导由基本假设知：

5、由基本假设知：（5-65-6）又因为：又因为：（5-75-7）将（将（5-65-6）、（）、（5-75-7）代入（）代入（5-55-5）式得：）式得：第9页/共21页（5-85-8）第三步：推导由原子守恒来求由原子守恒来求 ：（5-95-9）第10页/共21页将（将（5-35-3）、（）、（5-105-10）、（）、（5-115-11）、（、（5-115-11）代入（）代入（5-95-9）式得：）式得：（5-105-10）（5-115-11）（5-125-12）第11页/共21页又因为：又因为：所以：所以：（5-85-8）（5-135-13）（5-75-7）第12页/共21页将（将（5-75-

6、7）、（5-85-8）代入（）代入（5-135-13）消去）消去 、得：得：由基本假设知：由基本假设知：代入（代入（5-145-14）式得：）式得：（5-145-14）第13页/共21页思考：思考：（1 1）若基本假设中各聚合反应的平衡常数不同，能否求解）若基本假设中各聚合反应的平衡常数不同，能否求解?若能，如何求？若能，如何求？第14页/共21页5.35.3、共存理论模型：、共存理论模型：5.3.1 5.3.1 基本假设：基本假设：（1 1）熔渣由简单离子（）熔渣由简单离子（、等）和酸性氧化物分子如等）和酸性氧化物分子如 等及硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等复杂离子组成。等及硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等

7、复杂离子组成。（2 2）简单离子与分子间处于动态平衡，如硅酸盐：）简单离子与分子间处于动态平衡，如硅酸盐：碱性氧化物全部电离：碱性氧化物全部电离：(3)(3)熔渣中组元的活度：熔渣中组元的活度：第15页/共21页(4)(4)熔渣内部各组元之间服从质量作用定律，即：反应的分级数与熔渣内部各组元之间服从质量作用定律，即：反应的分级数与化学反应式的系数相等。化学反应式的系数相等。5.3.2 5.3.2 共存理论求活度方法：共存理论求活度方法：例：求例：求 中各组元的活度。中各组元的活度。由由 及及 两个二元系相图可知，可生成稳定的复杂化两个二元系相图可知，可生成稳定的复杂化合物，分别是：合物，分别是：及及 。由共存理论，熔渣组成如下：。由共存理论，熔渣组成如下：第16页/共21页混合前：混合前：混合后：混合后：故：故：平衡时体系总质点数：平衡时体系总质点数：(5-15)(5-15)第17页/共21页因为：因为：(5-16)(5-16)第18页/共21页有有:(5-17)(5-17)(5-18)(5-18)式中式中 、可由可由 求出，求出，、由已知条件给出，联由已知条件给出，联立式（立式（5-175-17）、（）、（5-185-18）可得）可得 、代入式（代入式（5-165-16）可得）可得 、。第19页/共21页第20页/共21页谢谢您的观看！第21页/共21页