Термодинамика химической и электрохимической устойчивости медно-никелевых сплавов
Табл. 2.2. Стандартные энтальпии образования и энтропии некоторых веществ
Элемент или соединение |
|
|
Ni (г.ц.к.) |
0 |
|
O2(г) |
0 |
|
NiO(т) |
|
|
Табл. 2.3. Температурные ряды теплоёмкости некоторых веществ
()
Элемент или соединение |
|
|
|
Интервал температур, К |
Ni (г.ц.к.) |
7,80 |
0,47 |
-1,335 |
298–631 |
O2(г) |
7,16 |
1,00 |
-0,40 |
298–3000 |
NiO(т) |
-4,93 |
37,58 |
3,87 |
298–565 |
2.2 Расчёт активностей компонентов сплавов МН19 и МНЖМц30–1–1
В соответствии с ОТРР, активности компонентов сплавов можно рассчитать по формуле:
(2.1).
Здесь m – общее число компонентов в сплаве, s – номер компонента.
Для сплава МН19: m=2, s=1; 2, и
(2.2),
(2.3).
Для сплава МНЖМц30–1–1: m=4, s=1; 2; 3; 4.
В формуле (2.1) последнее слагаемое не зависит от s, и одинаково для всех компонентов. Обозначим его как А. Тогда
(2.4),
(2.5),
(2.6),
(2.7),
(2.8).
Мольные доли компонентов рассчитаны исходя из известных массовых долей:
(2.9).
Здесь ω – массовая доля компонента в сплаве, М – молярная масса компонента.
Результаты расчётов представлены в табл. 2.4.
Табл. 2.4. Состав сплавов и активности и компонентов
Сплав |
Компонент |
|
|
|
МН19 |
Cu |
0,81 |
0,7965 |
0,4055 |
Ni |
0,19 |
0,2035 |
0,2097 | |
МНЖМц 30–1–1 |
Cu |
0,68 |
0,6604 |
0,223 |
Ni |
0,30 |
0,3173 |
0,268 | |
Fe |
0,01 |
0,0111 |
2,008 | |
Mn |
0,01 |
0,0112 |
0,184 |
2.3 Расчёт диаграммы состояния системы Cu – Ni – O при 25оС
Для построения диаграммы состояния Cu – Ni – O были использованы данные с диаграмм состояния Cu – O (рис. 1.3), Ni – O (рис. 1.4) и Сu – Ni (рис. 1.1.).
Поскольку химическое сродство никеля к кислороду выше, чем меди, то можно предположить, что почти при любом составе сплава Сu – Ni в первую очередь будет окисляться именно никель из сплава, то есть будет реализовываться равновесие сплав – NiO, а не сплав – Cu2O.
Для того, чтобы найти точку, отвечающую составу сплава, равновесного с NiO и Cu2O, нужно рассмотреть систему уравнений
.
(2.12),
(2.13),
(2.14),
(2.15),
(2.16).