摘要:
利用下列組裝的固體電解質定氧電池:
Mo|Mo,MoO2‖ZrO2(MgO)‖[Nb],NbO2|Mo+ZrO2金屬陶瓷,Mo對Fe-Nb熔體中Nb的活度在三個溫度下(1823、1853及1873K)進行研究。在凈化的氬氣氣氛下,將固態NbO2細粉撒布在含鈮鐵液之上,以取得[Nb]與[O]的反應迅速達到平衡。有時不加任何固體料,使熔體中形成的脫氧產物自己上浮,此脫氧產物熱力學證明是NbO2。對測定的a0實驗數據進行加工處理,求出下列結果:
1.脫氧反應的自由能
[Nb]+[O]=NbO2(s); △G°=-89710+28.27T
2.Nb在鐵液中的溶解自由能
Nb(s)=[Nb]%; △G=-32090+7.9T; γ$\mathop 1\limits^{\rm{^\circ }} $873=1.60
Nb(l)=[Nb]%; △G°=-38520+10.24T;γ$\mathop 1\limits^{\rm{^\circ }} $873=0.92
3.Nb本身的活度相互作用系數
${\rm{e}}_{{\rm{Nb}}}^{{\rm{Nb}}} = \frac{{2274}}{{\rm{T}}} - 1.44$
1873K的${\rm{e}}_{{\rm{Nb}}}^{{\rm{Nb}}} = - 0.22$
當(Nb)含量大約低于0.2時,脫氧產物和其他合金元素如Al、Cr、V等相似,形成了復合氧化物如FeO·NbO2。后者的生成自由能估計為:
Fe(1)+$\frac{3}{2}$O2+Nb(s)=FeO·NbO2(s);△G°=-383800+121.95T
隨著熔體中(Nb)含量的繼續下降,對生成其他脫氧產物的可能性,本文也進行了討論。