Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2017

Розмір шрифту: 
ВИБІР СКЛАДУ ФЛЮСУ, ЩО МІСТИТЬ У СВОЄМУ СКЛАДІ ТЕТРАФТОРИД ЦИРКОНІЮ, ПРИЗНАЧЕНОГО ДЛЯ ЗМІЦНЕННЯ АЛЮМІНІЄВИХ СПЛАВІВ ЦИРКОНІЄМ
Д. В. Іванченко

Остання редакція: 2017-07-11

Тези доповіді


Одним з найбільш ефективних зміцнювачів алюмінієвих ливарних сплавів є цирконій. Основним способом введення цирконію до алюмінієвого розплаву є застосування лігатури.

Є відомим спосіб отримання лігатури Al-Zr із діоксиду цирконію [1] на основі реакцій взаємодії у системах ZrO2-KF-AlF3, ZrO2-NaF-AlF3-KCl через утворення фторцирконатів калію та натрію, з наступним відновленням цирконію із фторцирконатів алюмінієм.

При введенні цирконію із флюсу до алюмінієвого розплаву є можливим поєднати насичення алюмінію цирконієм з отриманням сплаву необхідного складу.

З урахуванням вищевказаного вибір складу флюсу міститься у підборі таких компонентів та їх співвідношення, які б дозволили отримати якомога більший видобуток цирконію із його фториду або оксиду у алюмінієвий розплав при мінімальній ціні.

Необхідно зазначити, що елементи 4А-групи до яких належить і цирконій утворюють із фтором дуже міцні хімічні сполуки. Тетрафторид цирконію, при введенні до алюмінієвого розплаву, не дивлячись на термодинамічну можливість відновлення алюмінієм, не дисоціює, та не насичує алюмінієвий розплав цирконієм при температурах 650-950°С. Отже, виникає необхідність у виборі таких складових флюсу та їх співвідношення у розплаві, які дозволять  відновити цирконій у середовищі рідкого алюмінію. З метою вибору таких компонентів були розглянуто систему NaF-LiF-ZrF4. Діаграма якої представлена на рис. 1.

Співвідношення між компонентами флюсу підбиралося таким чином, щоб забезпечити мінімальну температуру плавлення суміші, що модифікує та наявність такої сполуки у шлаковому розплаві як Li2ZrF6 (Na2ZrF6). При температурі 436 °С, молярна доля суміші складає – LiF – 25 %, NaF – 37,16 %, ZrF4 – 37,84 %, що відповідає LiF – 7,6 %, NaF – 18,28 %, ZrF4 – 74,12  % по масі.

 

Рисунок 1 – Діаграма стану NaF-LiF-ZrF4 [2]


Посилання


Література:

 

  1. Москвитин В. И. Термодинамические основы алюминотермического восстановления циркония из  ZrO2 в хлоридно-фторидных солевых расплавах / Москвитин В. И., Попов Д. А., Махов С. В.  // Цветные металлы. – №4. – 2012. – С.43–46. – Библиогр.: 6 названий.
  2. Williams D. F. Assessment of candidate molten salt coolants for the advanced high-temperature reactor (AHTR) / Williams D. F., Toth L. M., Clarno K. T. // Tennessee: Oak Ridge, 2006. – Р. 86. – Bibliogr.: p. 62 – 66 (77 titles).

Full Text: PDF