- PII
- 10.31857/S0235010623020044-1
- DOI
- 10.31857/S0235010623020044
- Publication type
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 2
- Pages
- 156-166
- Abstract
- With the introduction of complex alloys and metals – reoxidizers into liquid steel, their waste is observed, or more precisely, oxidation by the gas phase of the furnace. To select the optimal composition of complex deoxidizers, it is necessary to know the physicochemical laws of this process, which are little studied. To study the kinetics of oxidation of metal melts, the method of continuous sample weighing is used, which is usually used in the study of high-temperature corrosion of solid metals. The mechanism of interaction of liquid metals with oxygen is similar in nature to high-temperature gas corrosion of solid metals. In both cases, adsorption of gas molecules on the metal surface, nucleation, and then growth of an oxide film take place. In this work, the kinetics of oxidation of Ca-Ge melts with atmospheric oxygen was studied using thermogravimetry, IR spectroscopy, and X-ray phase analysis. It is shown that germanium additions up to 33.3 at % increase the resistance of melts to oxidation. An increase in temperature contributes to an increase in the rate of oxidation of melts of the Ca–Ge system. The process of oxidation of the investigated melts obeys the parabolic law. The true rate of oxidation is on the order of 10–4 kg · m–2 · s–1. The apparent activation energy of oxidation, depending on the composition of the alloys, is 39.8–526.7 kJ/mol. The products of melt oxidation are СaGe4О9 and GeО2. The mechanism of the influence of germanium on the kinetics of oxidation of Ca-Ge melts has been established. The CaGe4O9 oxide plays a dominant role in the formation of a protective oxide film.
- Keywords
- расплавы Сa–Ge кинетика окисления продукты окисления кажущаяся энергия активации скорость окисления
- Date of publication
- 01.02.2023
- Year of publication
- 2023
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 55
References
- 1. Липинских Б.М., Киселев В.И. Об окислении жидких металлов и сплавов кислородом из газовой фазы // Изв. АН СССР. Металлы. 1974. № 5. С. 51–54.
- 2. Вахобов А.В., Ганиев И.Н. Диаграммы состояния двойных систем с участием бария и стронция. Душанбе: Дониш, 1992.
- 3. Белоусова Н.В., Денисов В.М., Истомин С.А. и др. Взаимодействие жидких металлов и сплавов с кислородом. Екатеринбург: УрО РАН, 2004.
- 4. Зокиров Ф.Ш., Ганиев И.Н., Бердиев А.Э., Сангов М.М. Кинетика окисления сплава АК12М2, модифицированного барием, в твердом состоянии // Изв. Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический институт). 2020. 81. № 55. С. 28–33.
- 5. Ганиев И.Н., Олимов Н.С., Эшов Б.Б. Коррозия жидких сплавов системы Al–Si / // Изв. АН Республики Таджикистан. Отд.-ние физ.-мат., хим. и геолог. наук. 1994. № 1. С. 41–47.
- 6. Олимов Н.С., Ганиев И.Н., Обидов З.Р., Ширинов М.Ч. Окисление сплавов системы Al–Ge, в жидком состоянии // Расплавы. 2015. № 4. С. 19–26.
- 7. Prakofieva V.K., Pavlova L.M. Phase diagram of the Ge-rich of the Ba–Ge system and characterisation of single-phase BaGe4 // J. Alloys Compds. 2014. № 599. P. 228–233.
- 8. Ганиев И.Н., Такташев А.С. Кинетика растворения иттрия в жидком алюминии // Расплавы. 1990. № 4. С. 95–97.
- 9. Ганиев И.Н., Джураева Л.Т. Окисление сплавов системы алюминий–лантан // Расплавы. 1990. № 5. С. 86–90.
- 10. Ганиев И.Н., Джураева Л.Т. Окисление сплавов системы алюминий–иттрий // Расплавы. 1990. № 6. С. 87–90.
- 11. Ганиев И.Н., Джураева Л.Т. Окисление сплавов системы алюминий–церий // Расплавы. 1995. № 4. С. 35–40.
- 12. Ганиев И.Н., Джураева Л.Т. Окисление сплавов системы алюминий–неодим // Расплавы. 1995. № 4. С. 41–46.
- 13. Денисов В.М., Истомин С.Л., Подкопаев О.Я., Белоусова Я.В., Пастухов Э.А., Серебрякова JI.И., Квасова Г.О. Германий его соединения и сплавы. Екатеринбург: УрО РАН, 2002.
- 14. Бокиев Л.А., Ганиев И.Н., Хакимов А.Х., Джайлоев Дж.Х., Якубов У.Ш. Кинетика окисления алюминиевого сплава АЖ5К10 с церием // Вестник технологического университета (г. Казань). 2020. 23. № 8. С. 35–38.
- 15. Ганиев И.Н., Джайлоев Дж.Х., Рашидов А.Р., Якубов У.Ш. Зувайдиллозода Ф.З. Кинетика окисления сплавов алюминия с никелем, в твердом состоянии // Вестник Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна. Сер. 1. Естественные и технические науки. 2020. № 1. С. 104–108.
- 16. Давлатов О.Ш., Ганиев И.Н., Одиназода Х.О., Раджабалиев С.С. Кинетика окисления алюминиевого сплава АЖ2.4М5.3Мг1.1Ц4Кр3, легированного оловом, в твердом состоянии // Изв. Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический институт). 2021. 82. № 56. С. 17–22.
- 17. Джайлоев Дж.Х., Ганиев И.Н., Ганиева Н.И., Якубов У.Ш., Хакимов А.Х. Кинетика окисления алюминиевого сплава АЖ2.18, модифицированного стронцием // Вестник Сибирский государственный индустриальный университет. 2019. 40. № 4. С. 34–39.
- 18. Назаров Ш.А., Ганиев И.Н., Irene Calliari, Бердиев А.Э., Ганиева Н.И. Кинетика окисления сплава Al + 6% Li, модифицированного лантаном, в твердом состоянии // Металлы. 2018. № 1. С. 34–40.
- 19. Назаров Ш.А., Ганиев И.Н., Эшов Б.Б., Ганиева Н.И. Кинетика окисления сплава Al + + 6% Li, модифицированного церием // Металлы. 2018. № 3 С. 33–38.
- 20. Ганиев И.Н., Ганиева Н.И., Эшова Д.Б. Особенности окисления алюминиевых расплавов с редкоземельными металлами // Металлы. 2018. № 3. С. 39–47.
- 21. Benhafid R., Belgacem Bouzida A., Djaballah Y., Candan A., İyigör A., Uğur G. Thermodynamic Modeling of the Al–Ba and Ba–Ge Systems Supported by First-Principles Calculations // J. Phase Equilib. Diffus. 2019. № 40. P. 195–205.
- 22. Лякишев Н.П., Банных О.А., Рохлин Л.Л. и др. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник. М.: Машиностроение. 1996.
- 23. Большаков К.А., Соколов Е.Б., Федров П.И., Чиркин А.Г. Изучение диаграммы плавкости системы кальций–германий методом термического анализа // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1965. № 10. С. 1822–1825.
