Page 246 - НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

246

6.5 Термодинамічний аналіз можливих реакцій утворення хімічних

сполук

Для розроблення та дослідження металургійних процесів, які протікають

при напиленні покриттів з ПД, важливими є знання та розрахунки в галузі

теплових ефектів хімічних реакцій та хімічної рівноваги процесів за високих

температур.

Під час напилювання відновлювальних покриттів у шихті ПД містяться у

різних пропорціях такі складники, як: Fe, Cr, Mn, Ti, Si, B, C. Щоб

проаналізувати можливі реакції у металоповітряному струмені на дистанції

напилювання покриттів використано порівняння енергій Гіббса утворення

простих сполук при реакції із складниками повітря – киснем, азотом за

температур 25…3000 ºС. А для передбачення можливих втрат продуктів

реакцій застосовано аналіз тисків насиченої пари хімічних елементів та їх

сполук із складовими повітря.

6.5.1 Ймовірність утворення хімічних сполук (оксидів, нітридів,

карбідів) в процесі напилення ЕДП на дистанції напилення.

Утворення оксидів, нітридів та карбідів Fe, Cr, Mn, Ti, Si, B, C за тиску

повітря 10 Па (1 атм) у температурному інтервалі 25…3000 °С розраховано
5
використовуючи термодинамічні довідники за рівняннями приведеними у

розділі 2 (табл. 6.5 та рис. 6.11–6.13).

Аналізуючи залежності енергії Гіббса від температури (2000 – 3000 °С)

(рис. 6.12) встановлено, що найактивніше протікатиме реакція утворення

оксиду вуглецю з частковою його втратою внаслідок вигорання. Далі, за

ймовірністю утворення, йдуть оксиди титану, кремнію, бору, марганцю, хрому

та заліза. За температури < 2000 °С оксиди вуглецю можуть відновлюватися

титаном до чистого вуглецю, < 1500 °С оксиди бору та оксиди кремнію до бору

та кремнію, < 1000 °С оксиди марганцю до марганцю, а < 500 °С оксиди заліза
до заліза.