C- 考虑到高温下固体电解质电子导电的影响，电池反应的电势可表示为： E=1a散+Pa P+P (2) 式中：P。一固体电解质电子导电特征氧分压，P。一反应区气相氧分压 P参比电极(MoO2)氧分压。 实验的P,'与温度的关系式为： 1gP.'=-73.63+0.0311Tc4) (3) 参比电极氧分压可由化学反应Mo(s)+O2（g)=MoO2(s)的标准自由能△G°确 定，查得△G°式为： △G°=-556470-16.371gT+198.54T(J/mo1)5) (4) 综上所述，可用固体电解质电池测得实验温度下反应区的气相氧分压，通过分析平 衡金属样中的碳和铌的含量，则可由热力学原理进行数据处理，得到所需结果。 1.2实验设备和方法 实验用Mo丝炉加热，用DWK一T02精密温度控制器配用PtRh一Pt热电偶自动控 温。用PtRh一Pt热电偶配用UJ一31电位差计测温，测温点在坩埚底部。炉温波动为 ±1K。坩埚放在半封闭的A12O,管内，管的上端用橡皮塞密封，皮塞上装有进气管、 出气管和电池导线。实验用C0一C0z混合气是由C0,气通过恒温转化炉与光谱纯石墨 反应而得，通入的CO2气先经过去除有机物和脱水，然后才进入转化炉。CO2气的转 化率是通过调整转化炉炉温与气体流量的关系来控制的。预实验结果表明，在实验所取 流量范围内，转化炉炉温波动±1K对转化率无影响。实验用电池是北京钢铁研究总院 生产的以MgO作稳定剂的ZO,管自己组装的。预实验时对电池的稳定性和可靠性进行 了考查。结果表明，在电势为200mV范围时，放在同一测点的两个平行电池的电势差为 ±2mV。电池电势用LZ3一204X一Y函数记录仪测量。 实验用坩埚有氧化铝和氧化锆两种。母合金是用高纯铁（纯度>99.9%）、铌条 (纯度>99.5%)和光谱纯石墨配制，在Mo丝炉中Ar气保护下熔炼而得。NbO2粉是 用工业纯Nb2O5粉经氢还原而得，每炉实验合金用量为40g,NbO2粉为3~5g。预实 验对本系统的平衡时间进行了考查，结果表明，6已达平衡。为确保实验达到平衡， 每炉实验的合金配料都参考前人的数据，使碳和铌的含量尽可能接近平衡成分，每炉平 衡时间定为8h,实验温度为1823K。实验达终点前半小时将电池放至熔池表面上方1~ 2Cm处开始连续定氧。实验达终点时，迅速取出坩埚水冷。钻取的金属样采用常规化 学分析方法分析碳和铌。 2 实验结果 实验测得气相氧电势E和合金中〔%C〕和〔%Nb)等值列于表1，由E通过公式 (2)算出P52(以后用Po表示)，将P。:及求得的-1g{〔%Nb)·Po2}值也列于 表1。由表1看出，随气相中氧分压的增加，金属中〔%C)要先于〔%Nb)趋近于 106考虑到高温下固体电解质电子导电的影响 ， 电池反应的电势可表示为 。 ， 注乙 ‘ ，芬 一 厂 尸一 一 尸一 式 中 尸二－ 固体电解质 电子导 电特征氧分压 ， 尸乱－ 反 应区气相氧分压 尸恶一一二参比 电极 氧分压 。 实验的尸 ‘ 与温 度的关系式为 ， 二 一 〕 参比电极氧分压可 由化学反应 二 的标准 自 由 能△ 。 确 定 ， 查得△ ’ 式为 △ 一 一 一 〔 〕 综上所述 ， 可用固体 电解质 电池测得 实验温 度下反应 区的 气相氧分压 ， 通过分析平 衡金属样 中的碳 和祝的含量 ， 则可 由热力学原理进 行数据处理 ， 得到所需结果 。 实验设备和方法 实验用 。 丝炉加热 ， 用 一 精密温 度控制 器配用 一 热电偶 自 动 控 温 。 用 一 热 电偶配用 一 电位差计测 温 ， 测 温 点在柑祸 底 部 。 炉 温 波 动 为 士 。 增 祸放在半封 闭的 管内 ， 管的上端用橡皮塞 密封， 皮塞上装有进 气管 、 出气管和电池导线 。 实验 用 一 混合 气是 由 气通过 恒温转化炉与光谱纯石 墨 反应而得 ， 通 人的 气先经过去 除有机物和脱水 ， 然后 才进 人 转化炉 。 气的 转 化率是 通过 调整转化炉炉温与 气体流量 的关系来控制的 。 预 实验结果表明 ， 在实验所取 流量范 围内 ， 转化炉 炉温波动 士 对 转化率 无影响 。 实验用 电池是 北京钢铁 研究总院 生产的以 作稳定剂的 管 自己组装的 。 预 实验时对 电池 的稳定性和可靠性进 行 了考查 。 结果表明 ， 在 电势为 范 围时 ， 放在同一测 点的两 个平行电池的 电势差为 士 。 电池 电势用 一 一 函数记录 仪测 量 。 实验用 增塌有氧 化铝和氧 化错两种 。 每合 金是 用 高 纯 铁 纯 度 、 锐 条 纯度 ” 和光谱纯石 墨 配制 ， 在 。 丝炉 中 气保护下熔炼 而 得 。 粉 是 用工业纯 粉经氢还原而得 ， 每炉 实验合金用 量 为 ， 粉 为 。 预 实 验对本系统 的平衡 时 间进 行 了考查 ， 结果表明 ， 已达平衡 。 为确 保实验达到 平 衡 ， 每炉实验的合金配料都参考前 人 的数据 ， 使碳 和妮 的含量尽 可 能接近 平衡成分 ， 每 炉平 衡 时 间定为 ， 实验温 度为 。 实验达终 点前半小 时将 电池 放至熔池 表面上 方 处 开始连续 定氧 。 实验达终 点时 ， 迅 速取 出增锅水冷 。 钻取的金属样采用 常规化 学分 析方法分析碳 和妮 。 实验结果 实验测得 气相氧电势 和合金 中 ‘ 〔 〕 和 〕 等值列于表 ， 由 通过 公 式 算 出尸占 以 后用尸。 表示 ， 将尸。 及 求得 的 一 〔 〕 · 尸 ， 值也列 于 表 。 由表 看 出 ， 随 气相 中氧分压 的 增加 ， 金属 中 〔 〕 要 先 于 〔 〕 趋 近 于