Vol.16 No.1 成国光等：熔渣中饱和相组元作用浓度的计算 11 当溶质从液相中析出，形成固液两相区时，溶质在固、液两相之间存在一分配关系， 在研究F-C金属熔体时，也发现了这种分配关系的存在).这种分配关系不仅在出现固 液两相区时存在，而且在出现饱和相以前就已经有了，只是还没有达到从液相中析出变成固 态的程度， 从物质的平衡来考虑：若熔渣组元MO,从液相中析出，则必定存在着以下平衡： MO,L)三MO,(析出) K=am.o,/NM.o, △G°=-RTnK 式中：aM,o,为实测活度值；NM,o,为计算的作用浓度· 上式中平衡常数K即为本文所定义的分配常数L.从另一方面说，也可理解为以饱和状 态为标准态的实测活度值和以纯物质为标准态的作用浓度之间的转换关系，而与之相对应的 自由能即为析出自由能， 2实际渣系中饱和相组元的分配比 2.1Ca0-Si02渣系 文献[2]中对这种基本渣系作了详细的研究，认为渣系中考虑2种硅酸盐（CSO3,Ca SiO,) 和3种硅酸盐（CaSiO,Ca SiO4,Ca,SiO,)都是合理的，并且回归出了各组元的平衡常数， 比较Nco和ao,两者较为符合.在此基础上，进一步研究了SiO,的作用浓度和实测的活 度值之间的关系，计算分配比时同样采用两种方案进行对比， 当考虑渣中含2种硅酸盐时，计算得出SO,的分配比Lso,与温度的关系为： gLso.=427.589/T+0.149(1773~1873K) 其相应的析出自由能为： (1) △Gg=-8183.168-2.852TJ/mol(1773~1873K) 同样，考虑渣中含3种硅酸盐化合物时，也得到了以下结果： 1gLs0.=343.107/T+0.197(1773~1873K) (2) △G=-6566.358-3.770TJ/mo1(1773~1873K) 这样可以进一步求得饱和的SO,作用浓度为： N'sa.=Lso·Nso.·N'so.和实测的ao的对比分别见图1(a)、(b).从图中看出，理论值 接近于实际值，因此，与文献[2]的观点类似，在尚无确凿事实证明以前，考虑2种或3种 化合物都是合理的. 2.2Mn0-Si02渣系 与CO-SO,渣系一样，文献[3]中详细研究了这种渣系的结构，计算出了不同温度下 各组元作用浓度与成分的关系，计算结果表明：在较低温度下，计算的NMo、No.与实测 的aMo4o.之间均有较大的差距.因此，对这样的渣系，在考虑SiO,分配比的同时，有必 要对MnO的分配比情况也进行研究.通过计算，求得了较为守恒的Lo和Lso,并描述成 如下关系式：成 国 光等 熔渣 中饱和 相 组元作 用 浓度 的计算 · · 当溶质从液相 中析 出 ， 形成 固液 两 相 区 时 ， 溶 质 在 固 、 液 两 相 之 间 存 在 一 分 配 关 系 在研究 一 金 属 熔体 时 ， 也 发 现 了 这 种 分 配 关系的存 在 ’ 这 种 分 配关 系不 仅 在 出 现 固 液 两相 区 时存 在 ， 而且 在 出现饱和相 以前 就 已 经有 了 ， 只是还 没有 达到 从液相 中析 出变成 固 态 的程 度 从物质 的平衡来考 虑 若熔渣 组元 ， 从 液相 中析 出 ， 则 必 定存在 着 以 下 平衡 ， 夕 析 出 夕 ， ， ， △ “ 一 式 中 二 ， 为 实测 活度值 蝙 ， 为计算 的作 用浓度 · 上 式 中平衡 常数 即 为本文所定 义 的分配常数 从另 一方 面说 ， 也 可 理 解 为 以 饱 和 状 态 为标准态 的实测 活度值和 以 纯物质 为标 准态 的作 用 浓度 之 间的转换关 系 ， 而 与 之 相 对应 的 自由能 即 为析 出 自由能 实 际渣 系 中饱和相组元的分配 比 一 渣 系 文献 【 中对这种基本渣 系作 了详细的研究 ， 认为渣系中考虑 种硅酸盐 ， 多 和 种硅 酸盐 ， 多 ， ， 都 是合理 的 ， 并 且 回 归 出了各 组 元 的平 衡 常 数 比较 从 〕幻 和 气 。 ， 两者较 为符合 在此基 础上 ， 进一 步 研 究 了 的 作 用 浓 度 和 实 测 的 活 度值 之 间 的关系 ， 计算分 配 比时 同样 采 用 两种方 案进 行 对 比 当考 虑渣 中含 种硅 酸盐 时 ， 计算得 出 的分 配 比 。 与温 度 的 关 系 为、 、 一 其相 应 的析 出 自由能 为 △ 导 一 一 一 同样 ， 考 虑渣 中含 种 硅 酸盐 化合 物 时 ， 也得 到 了 以 下 结 果 、 〕 、 一 十 。 一 △ 薪 一 · 一 · 一 这样 可 以 进 一步 求得 饱 和 的 ， 作 用浓 度 为 ’ · 接 近于 实 际值 因此 ， 化合物 都 是 合理 的 从。 和 实测 的 。 ， 的 对 比 分 别 见 图 、 从 图 中看 出 ， 理 论 值 与 文 献 【 的观 点类 似 ， 在 尚无确 凿 事 实 证 明 以 前 ， 考 虑 种 或 种 一 渣 系 与 一 渣 系一样 ， 文 献 中 详细研 究 了这 种渣 系 的结 构 ， 计 算 出 了 不 同温 度 下 各组元 作 用浓度 与 成分 的关 系 计 算 结 果 表 明 在 较 低 温 度 下 ， 计 算 的 叽 、 。 与 实 测 的 、 气。 之 间均有 较大 的差 距 因此 ， 对这样 的渣 系 ， 在 考 虑 分 配 比 的 同 时 ， 有 必 要 对 的分 配 比情 况 也 进 行研 究 通 过计算 ， 求得 了较 为守 恒 的 编 。 和 乌 。 ， 并 描述 成 如下 关 系式