第四章冶金熔体 Mal-Mo 127-16 e al=-----[e o )]=[(-3.9) )]=6.58 例4-7如果铁水成分为:0.05%S,1.0%Si,4.0‰C,1.0%Mn和0.20%P,求铁水中硫的活 度系数f 解从表中查出es,则有 lgf =e s[%S]+ e s[%Si]+ es[%C]+ e s[%Mn]+ es[%P] =(-0.028)×0.05+0.063×1.0+0.11×4.0+(-0.026)×1.0+0.029×0.2 ∴ fs≈3.0 由此可知,铁水中含有C、Si等元素时,硫的活度系数为同样温度和硫浓度下钢水的三倍,因此 对铁水脱硫比对钢水脱硫有利得多。 4.4熔渣的结构 晶体是质点有序排列的固体,氧化物晶体绝大部分为离子晶体,离子晶体的质点是正、负离子, 其结合力是离子键。离子键具有很强的方向性。除离子键外,共价键是以共用电子对将两个原子结 合起来的化学键,不同元素的原子形成共价键时,由于原子对电子吸引能力不同,共用电子对会发 生偏移,使键带有极性。这种键称为极性键。电子对不发生偏移的共价键称为非极性键,极性键可 看作共价键和离子键之间的中间型式。化合物内部的化学键具有多样性,往往不限于一种类型,例 如NaCO3晶体中Na'与酸根C03间是离子键,但是碳酸根中碳与氧间是共价键。又如熔渣中的 CaSi0,Ca2和Si04离子间可看作离子键,Si0中Si与0间是共价键,因此CaSi0在熔渣中可以解离 出Ca2离子和si0离子,实际的熔渣中既存在离子键也存在共价键和极性键 44.1离子半径和离子的吸引力 离子化合物和离子晶体中,离子半径和离子所带电荷数是两个基本因素,它影响离子间的吸引 力、晶格形状、组成比例、稳定程度等许多基本性能,所以应首先了解离子半径变化规律。 离子半径为熔渣中氧化物等离子化合物性能的基本参数,一般所有离子的电子层结构都具有惰 性气体结构。在周期表中同一周期内其正离子半径从左往右变小。在同一族内随着原子序数的增大 而增大。同一种元素负离子半径比正离子半径大得多,而元素的原子半径介于正、负离子半径之间。 离子之间的吸引力是异性离子所带电荷的引力,它取决于离子所带电荷数和离子半径大小,离 子所带电荷越多,离子半径越小则离子间的引力就越大,离子化合物就越稳定。 阳离子与阴离子的吸引力P可用下式表示 P=Z+·Z. (4-34) 式中Z+,Z-表示正负离子的价数;e表示电子的电荷;a表示阴阳离子半径之和。 可以认为离间静电引力I正比于阴、阳离子间的吸引力P,用I值可以表示P值的大小,I值的 表达式如下 (4-3第四章 冶金熔体 70 MAl 1 MAl-MO 27 1 27-16 e O Al=-----[eAl O－ -----(-------)]=----[（-3.9）－ ----(------)]=-6.58 MO 230 MAl 16 230 27 例 4-7 如果铁水成分为：0．05％S，1.0％Si, 4．0%C，1．0％Mn和 0.20%P，求铁水中硫的活 度系数fs 解 从表中查出ej S，则有： 1gfs=eS S[%S]+ e Si S[%Si]+ e C S[%C]+ e Mn S[%Mn]+ eP S[%P] = (-0.028)×0.05+0.063×1.0+0.11×4.0+(-0.026)×1.0+0.029×0.2 =0.482 ∴ fs≈3.0 由此可知，铁水中含有 C、Si 等元素时，硫的活度系数为同样温度和硫浓度下钢水的三倍，因此 对铁水脱硫比对钢水脱硫有利得多。 4.4 熔渣的结构 晶体是质点有序排列的固体，氧化物晶体绝大部分为离子晶体，离子晶体的质点是正、负离子， 其结合力是离子键。离子键具有很强的方向性。除离子键外，共价键是以共用电子对将两个原子结 合起来的化学键，不同元素的原子形成共价键时，由于原子对电子吸引能力不同，共用电子对会发 生偏移，使键带有极性。这种键称为极性键。电子对不发生偏移的共价键称为非极性键，极性键可 看作共价键和离子键之间的中间型式。化合物内部的化学键具有多样性，往往不限于一种类型，例 如 Na2CO3晶体中Na + 与酸根 CO 2 3 - 间是离子键，但是碳酸根中碳与氧间是共价键。又如熔渣中的 Ca2SiO4,Ca2＋和SiO4- 4离子间可看作离子键，SiO4- 4中Si与O间是共价键，因此Ca2SiO4在熔渣中可以解离 出Ca2＋离子和SiO4- 4离子，实际的熔渣中既存在离子键也存在共价键和极性键。 4.4.1 离子半径和离子的吸引力 离子化合物和离子晶体中，离子半径和离子所带电荷数是两个基本因素，它影响离子间的吸引 力、晶格形状、组成比例、稳定程度等许多基本性能，所以应首先了解离子半径变化规律。 离子半径为熔渣中氧化物等离子化合物性能的基本参数，一般所有离子的电子层结构都具有惰 性气体结构。在周期表中同一周期内其正离子半径从左往右变小。在同一族内随着原子序数的增大 而增大。同一种元素负离子半径比正离子半径大得多，而元素的原子半径介于正、负离子半径之间。 离子之间的吸引力是异性离子所带电荷的引力，它取决于离子所带电荷数和离子半径大小，离 子所带电荷越多，离子半径越小则离子间的引力就越大，离子化合物就越稳定。 阳离子与阴离子的吸引力 P 可用下式表示 e 2 P=Z＋·Z-· ---- (4-34) a2 式中 Z＋，Z－表示正负离子的价数；e表示电子的电荷；a表示阴阳离子半径之和。 可以认为离间静电引力 I 正比于阴、阳离子间的吸引力 P，用 I 值可以表示 P 值的大小，I 值的 表达式如下： 2Z＋ I=------- (4-35) a2 70