Экспериментальные результаты

Ввиду трудностей, связанных с выбором удовлетворительной теории для расчета активности компонентов жидких шлаков, соответствующие значения необходимо определять экспериментально. Проведенные в этом направлении обширные работы дали результаты, представляющие интерес для геологов, специалистов по керамике, а также металлургов.

Измерение равновесий между металлом, шлаком и атмосферой представляют наиболее распространенный метод определения активности шлака. Этот метод неприменим при слишком большой устойчивости оксида MO в шлаке в равновесии с элементом М в металле. В этом случае, поскольку равновесие смещено в сторону образования оксида, нельзя измерит активность элемента в металле и, следовательно, определить активность оксида в шлаке. Активность таких оксидов в двойных и тройных системах определяется интегрированием уравнения Гиббса–Дюгема. Результаты можно проверить по линии ликвидуса соответствующей диаграммы, где жидкость находится в равновесии с чистым твердым соединением, свободная энергия образования которого известна. Например, в тройной системе CaO–SiO₂–Al₂O₃ в точке ни линии ликвидуса, где имеется равновесие между жидкостью и твердым , будет:

D (4.5)

Стандартная свободная энергия образования твердого соединения выражается как функция температуры и активности реагентов и продуктов:

(4.6)

Активность соединения равна единице, поскольку оно образует отдельную фазу, а активность кремнезема в данной точке можно определить из равновесия между металлом и шлаком. Активность окисла кальция в этой точке линии ликвидуса можно рассчитать из (4.6).

Более простым методом выражения экспериментальных результатов будет вычерчивание кривых активности каждого компонента как функции мольной доли или весового процента. Хотя этот метод можно использовать в случае двойных и тройных шлаков, он не применим к комплексным шлакам. Задачу можно несколько облегчить группирование оксидов со схожими характеристиками в так называемой «псевдотройной» диаграмме. Например, для комплексного шлака, содержащего , можно составить псевдотройную диаграмму: – – .