ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионное строение расплавленных металлов и шлаков из "Основы физической химии Издание 2" Железоуглеродистые сплавы — чугуны и стали различных марок, кроме основного компонента — железа, содержат в тех или иных количествах металлоиды углерод, кремний, серу, фосфор, кислород, водород, азот. В связи с этим необходимо рассмотреть имеющиеся данные о формах существования металлоидов, растворенных в железе. [c.312] Углерод, растворенный в железе, находится в атомарной форме. Предполагают, что элементарной частицей углерода в расплаве является ион 0+. Небольшой радиус 0,02 нм и сравнительно высокий заряд ионов углерода способствуют их перемещению к катоду при пропускании постоянного электрического тока не только в расплавленных, но и в находящихся в твердом состоянии железоуглеродистых сплавах. [c.312] Сера относится к числу элементов, обладающих практически неограниченной растворимостью в жидком и очень малой растворимостью в твердом железе даже при температурах, близких к температуре плавления. В металлическом расплаве ее атомы (гз =0,105 нм) легко присоединяют два электрона и превращаются в ионы 5 -. При создании в системе металл — железистый шлак постоянного электрического поля наблюдается разрядка ионов серы на аноде. Это подтверждает представление о том, что сера в шлаке находится в виде отрицательно заряженных ионов. [c.312] Экспериментально установлено, что в твердых и расплавленных металлах водород находится в виде положительно заряженных частиц — протонов Н+. Так как размеры протонов малы, а подвижность относительно велика, они могут перемещаться внутри расплавленного металла под влиянием относительно слабого электрического поля (менее 0,5 в/см) к катоду, и по накоплении протоны могут частично выделяться из этой зоны в атмосферу. [c.313] Таким образом, экспериментально установлено, что в расплавленном железе в виде положительно и отрицательно заряженных частиц находятся ионы 0+, Н+, 5 . На основании теоретических расчетов можно считать, что в расплавленном железе кислород находится в анионной форме 0 . [c.313] Существуют две теории строения металлургических шлаков молекулярная и ионная. [c.313] Существование ионов в расплавленных шлаках молекулярной теорией не отрицается, но Им отводится второстепенная роль. [c.313] Молекулярную теорию строения расплавленных сталеплавильных шлаков впервые применил В. Е. Грум-Гржимайло, а затем М. М. Карнаухов при разработке теории производства стали на физико-химической основе. В дальнейшем эта теория была достаточно полно разработана Г. Шенком. [c.313] Данные электропроводности и электролиза расплавленных силикатов и солей, а также рентгеновские исследования свидетельствуют о значительной электролитической диссоциации расплавленных шлаков. [c.314] Ионная теория строения расплавленных сталеплавильных шлаков разрабатывается советскими учеными на основе общей теории совершенных ионных растворов, предложенной М. И. Темкиным. [c.314] Таким образом, можно считать, что в основных сталеплавильных шлаках содержатся следующие частицы Са2+, Мд2+, Мп +, Ре2+ (катионы) и О -, З -, 5104 , РО , АЮ -, РеО - (анионы). [c.314] На рис. 90 показано строение кремнекислородных анионов. В табл. 43 приведены размеры ионов основного мартеновского шлака. [c.315] В соответствии с ионной теорией расплавленные шлаки имеют структуру ионного типа, т. е. каждый катион окружен анионами и каждый анион — катионами. Т акое расположение ионов объясняется притяжением одного к другому разноименных и отталкиванием одноименных зарядов. [c.315] Свойства расплавленных солей и шлаков в значительной степени определяются величиной ионов и электростатическими силами, действующими между отдельными ионами. [c.315] Вернуться к основной статье