Взаимодействие лития с кислородом в жидкой меди

О. В. Самойлова, Г. Г. Михайлов, Л. А. Макровец, Е. А. Трофимов

АННОТАЦИЯ:

Проведено термодинамическое моделирование фазовых равновесий, реализующихся в медном углу диаграммы состояния системы Cu–Li–O в условиях существования металлического расплава на основе меди. В ходе термодинамического моделирования построена диаграмма состояния системы Cu2O–Li2O. Оценены температура плавления и теплота плавления соединения LiCuO. Используя теорию субрегулярных ионных растворов, рассчитаны активности компонентов оксидного расплава (Cu2O, Li2O) для температур 1300 и 1500°С. Для данных температур в исследуемом интервале концентраций активности оксида меди и оксида лития в шлаковом расплаве характеризуются отрицательными отклонениями от закона Рауля. Термодинамический анализ процессов взаимодействия в системе Cu–Li–O в условиях существования металлического расплава на основе меди проведен с использованием методики расчета поверхности растворимости компонентов в металле для интервала температур 1100–1300°С. В ходе моделирования уточнены параметры взаимодействия первого порядка (по Вагнеру). По результатам моделирования определены границы областей существования различных оксидных фаз в равновесии с металлическим расплавом в системе Cu–Li–O. Построены изотермы растворимости кислорода в медном расплаве, содержащим литий. Определен максимум раскислительной способности лития в медном расплаве. Показано, что литий является эффективным раскислителем и способен понизить концентрацию кислорода в медном расплаве до 10–6 мас. % при 1200°С. В ходе работы также были проведены экспериментальные исследования образцов системы Cu–Li–O. С использованием растрового электронного микроскопа и микрорентгеноспектрального анализа были определены вид и состав неметаллических включений. Результаты работы могут быть использованы для анализа технологических процессов производства меди и сплавов на ее основе.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

фазовые равновесия, расплав на основе меди, система Cu–Li–O, термодинамическое моделирование.