Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Семиколенков Н.П. "стрельба из танковых пулеметов " (Военное дело)
Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов - Синярев Г.Б.
Синярев Г.Б., Ватолин Н.А., Трусов Б.Г., Моисеев Г.К. Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов . Под редакцией Щепкин А.А. — М.: Наука, 1982. — 267 c.
Скачать (прямая ссылка): primenenevm1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 66 67 68 69 70 71 < 72 > 73 74 75 76 77 78 .. 103 >> Следующая

WO
^ 80
*****
^ 40 20
2zoo jooo тот,к



J 6 S
Z I .7,8
1 f

Л —JO
1.1
1800
2600 JWOT1H
Рис. 6.7. Составы растворов при взаимодействии Nb2O5 с кремнием
а — состав металлического раствора: 1—4 — рабочие тела А—Г; б — состав оксидных растворов: 1 -4 - SiO2, 5-8 - NbO, 9-12 - NbO2 для рабочих тел А-Г
рах - раствор Nb-Si. Содержание кремния в растворе с ростом L увеличивается и при повышении температуры уменьшается (см. рис. 6.7, а ).
До 2000 К энергозатраты для разных исходных рабочих тел довольно близки (рис. 6.10). Разница не превышает 40-120 кДж/кг. Самые низкие значения Q7 наблюдаются для рабочего тела А (недостаток восстановителя) в интервале 2000—3400 К. Отличие от Q7 для составов Б—Г достигает 340—750 кДж/кг. В этом интервале температур величины энергозатрат для рабочих тел Б, В, Г довольно близки.
На кривых Q7 (T) имеются изломы и перегибы. Их появление, по-видимому, связано как с тепловыми эффектами реакций образования компонентов системы, так и с фазовыми превращениями.
167
100
во
60 40 20

2 S
1 А
Vr7 T 10/
и I
V


Ii
J

1800
N1 мол. доля I9O
o1s 0}6 09? 0,2 о
2600 то і к
1300
2600
8 Г -- /
? А г J /
___3__ f
Z -

1800
2600
JVOOTK
Рис. 6.8. ВзаимодействиеNb2O5 с кремнием
а — распределение ниобия: 1—4 — металлический раствор и NbSi2 ; 5-8 — оксидный раствор; 9—12 — газовая фаза; рабочие тела А—Г соответственно; б — энергозатраты: 1—4 — рабочие тела А-Г
Рис. 6.9. Содержание ниобия. Мольные доли NbSi2 {1-4}. и раствора Nb-Si (5-8) для рабочих тел А-Г
Обнаруженные сведения по силикотермическому восстановлению ниобия немногочисленны [29, 34, 35]. В работе [29] указано, что реакция (6.5) проходит в две стадии: сначала образуется силицид ниобия и NbO2, а затем металлический ниобий. Расчеты авторов это подтверждают. В работах [34, 35] приведены AG0(T) для реакций взаимодействия оксидов ниобия с кремнием.
Взаимодействие пятиоксида ниобия с углеродсодержащими восстановителями. Проведены термодинамические расчеты, в которых моделировали взаимодействие Nb2O5 с углеродом, метаном и смесью С + CH4 (мольное отношение С: CH4 равно 2). Цель исследований - прогнозирование оптимальных условий получения ниобия или его карбида.
Расчеты проводили с учетом возможных конденсированных компонентов Nb2O5, NbO2, NbO, Nb, NbC, Nb2C, С и газообразных NbO2, NbO, Nb,
Nb+, O3,02, о, O^, о+, O2,о-, C3, C2, с, C2, с-, C+, CO2, со, C3O2; CO+ ,
CO2, H2 O2, H2 О, HO2, ОН, H2, Н, Н* , H2 СО, НСО, CH4, C2 H4, C2 Н, C2 H2, CH3, CH, CH2, CH", CH+ , ОН", OH+ , е, Ar.
Предварительные вычисления без учета образования растворов проведены для рабочих тел, в которых количество восстановителя (L, мае. %) изменяли в следующих пределах: углерода от 8,95 до 23,65; метана от 13,1 до 31,16, смеси (С + CH4) от 3,8/12,62 до 8,35/28,5 (в числителе -содержание углерода, в знаменателе — метана). Определено, что достаточно полное восстановление ниобия из его пятиоксида возможно для следующих
168
рис. 6.10. Энергозатраты при вое- f? становлении Nb2O5 углеродом, метаном и (С + CH4) до Nb (1-3) и до ? NbC (4-6) (без учета образования ^ ^ конденсированных растворов)
% в
1600 2200 2800 JWO Tf А
составов (мае. %): А : 72,66 Nb2O5 + 16,42С + 10,92 Ar; Б : 76,82Nb2O5 + + 23,18CH4; В:79,69 Nb2O5 + 4,68С + 15,63 CH4.
Последовательность и химизм образования соединений при взаимодействии Nb2O5 с углеродом можно представить реакциями
05 (K)+ C(K)=2Nb0* (K)+ С0> 1500- -2100 К, (6.9)
Nb02(K)+3C(K)=NbC(K)+2CO, 1500- -2000 К, (6.10)
NbO2 (к) +NbC(K) =2NbO(K) + СО, 2000- -2800 К, (6.11)
2NbO(K) +ЗС(К) =Nb2C(K) +2CO, 1900- -3000 К, (6.12)
NbO(K) + Nb2C(K)=3Nb(K)+CO. 2700- -4000 К, (6.13)
2NbO(K)=Nb(K)+Nb02(r), 2800- -4000 К, (6.14)
с метаном — реакциями
Nb2O5 (к) + CH4 = 2NbO2 (к) + СО + 2H2, 1500-2100 К, (6.15) Nb5O5 (к)+ 3CH4 = 2NbC(к)+ СО + 4H2О + 2H2, 1500-2000К, (6.16)
NbO2 (к) +CH4 =NbC(K) +2H2O, 1500-2000 К, (6.17)
NbO2 , Л + CH4 = NbO, . + СО + 2H2 2000-2800 К, (6.18)
NbO2 j + NbC(к) + CH4 = Nb2C(K) + 2CO + 2H2,900-3000 К, (6.19)
NbO, , + CH4 = Nbм + СО + 2H2, 2800-4000 К. (6.20)
Кроме (6.15)-(6.20), для этой системы возможны также реакции (6.11), (6.13) и (6.14).
При нагревании пятиоксида ниобия с (С + CH4) возможны все приведенные реакции. Степень прекращения по каждой из них зависит от соотношения С : CH4 и температуры.
В результате предварительных расчетов установлено, что для получения карбида ниобия (NbC) целесообразно применять рабочие тела следующего состава (мае. %): Г: 68,24 Nb2O5 + 21,51С + 10,26 Ar, Д: 70,0Nb2O5 + + 30,0CH4, Е: 71,8Nb2O5 + 6,5С+21,7 CH4. Химизм образования NbC может быть описан реакциями (6.9), (6.10), (6.15)-(6.17).
Получение ниобия целесообразно проводить при температурах выше 2900 К, восстановление до NbC для составов Г и Д в интервале 1400-4000 К, для состава E - выше 2500 К.
Из рис. 6.10 следует, что получение ниобия и его карбида при использовании углерода требует наименьших затрат энергии. По мере роста содержания метана в рабочем теле энергозатраты увеличиваются. По-видимому, это связано с дополнительными затратами энергии на термическое разложение углеводородов в ряду CH4 -*СН3 -OH2 -C2H2 и т.д., а также с большими эндотермическими эффектами реакций (6.15)-(6.20). Предварительные расчеты взаимодействия Nb2O5 с углеродсодержащими восстановителями описаны в работах [36,37].
Предыдущая << 1 .. 66 67 68 69 70 71 < 72 > 73 74 75 76 77 78 .. 103 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.