Закономерности окисления расплавов на основе висмута

Закономерности окисления расплавов на основе висмута Н.В. Белоусова, В.В. Белецкий* На основе систематизации экспериментальных данных проанализированы закономерности окисления расплавов на основе висмута. Показано, что решающее влияние на кинетику этого процесса оказывает состав формирующейся окалины, который, в свою очередь, определяется термодинамическими свойствами системы, в частности поверхностной активностью и

сродством к кислороду компонентов металлического расплава. При создании новых материалов, предназначенных для работы в особо жестких условиях, встает задача придания им коррозионной стойкости, практическое решение которой связано с уровнем знаний в области высокотемпературного окисления металлов. Кроме того, изучение процессов окисления жидких сплавов необходимо для разработки и совершенствования методов окислительного

рафинирования, для рационального использования раскислителей и т.д. Цель данной работы состояла в установлении закономерностей окисления расплавов на основе висмута в зависимости от природы второго компонента. Для этого была проведена систематизация данных, опубликованных ранее [1], и выполнен ряд дополнительных экспериментов. Кинетику окисления изучали методом высокотемпературной гравиметрии. В работе [1] было показано,

что чистый висмут при температурах 773, 873 и 973 К окисляется по параболическому закону, а при 1073 и 1123 К - по линейному. При этом обращает на себя внимание тот факт, что при 1073 К пленка Bi2O3 еще остается в твердом состоянии, в то время как при 1123 К она жидкая (Тпл(Bi2O3) = 1098 К). Сопоставление полученных результатов с информацией относительно структуры оксида висмута [2] указывает на то, что переход α-фаза → δ-фаза Bi2O3 сопровождается изменением

закона окисления висмута с параболического на линейный, в то время как увеличение температуры, приводящее к плавлению пленки, не только не изменяет механизм процесса, но и практически не сказывается на значениях скорости. Последнее можно объяснить подобием свойств δ-фазы и жидкого оксида, а в частности высокой разупорядоченностью кислородной подрешетки [3]. При исследовании кинетики окисления бинарных расплавов установлено,