В. Н. Невидимов, Ю. М. Дурина, С. А. Красиков, Е. М. Жилина, А. С. Быков.
АННОТАЦИЯ
Выполнены расчеты термодинамической активности оксидов алюминия и кальция в системах CaO-Al2O3 и CaO-SiO2-Al2O3 с использованием представлений полимерной модели оксидных расплавов, учитывающей переменную функциональность мономера. При проведении расчетов по уравнениям полимерной теории находили константы полимеризации в бинарных оксидных системах «оксид модификатора – оксид комплексообразователя». Активность оксида алюминия рассматривали как «эффективную», которая определялась с учетом доли алюминия, расположенного в тетраэдрических полостях между четырьмя ионами кислорода и, соответственно, образующего анионы AlO45-, и в октаэдрических полостях между шестью ионами кислорода с присутствуем в расплаве в виде катиона Al3+, выполняющего функцию модификатора. В расчетах активности оксидов алюминия и кальция в системе CaO-Al2O3 предполагалось, что алюминий при мольной доле X оксида кальция менее 0.7 присутствует в четверной координации и проявляет кислотные свойства. При больших содержаниях CaO алюминий проявляет как кислотные, так и основные свойства. В шлаках CaO-SiO2-Al2O3 согласование расчетных и экспериментальных значений активности компонентов достигалось за счет варьирования доли алюминия в четверной и шестерной координации по отношению к кислороду. Установлено, что зависимость активности оксида алюминия от мольной доли диоксида кремния носит экстремальный характер с максимумом при = 0.3. Выявленная тенденция объясняется тем, что с увеличением доли диоксида кремния до 0.3 растет количество Al3+, обладающего большими степенями свободы и характеризующего проявление основных свойств, и уменьшается присутствие алюминия в четверной координации, что влияет на проявление кислотных свойств. С повышением мольной доли SiO2 более 0.3 алюминий в большей степени получает возможность формировать свои обособленные комплексы AlO45- и, соответственно, снижается активность алюминия из-за повышения его связанности с атомами кислорода и опять преобладают кислотные свойства Al2O3.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
полимерная модель, активность, оксидная система, четверная и шестерная координация, функциональность мономера, константа полимеризации
DOI: 10.31857/S023501062105008X