Влияние добавки углерода и давления азота на процесс восстановления ZrO2 и TiO2 кальцием

Abstract

Выполнен термодинамический расчёт адиабатических температур и равновесного состава продуктов восстановления TiO2 и ZrO2 кальцием под давлением азота в присутствии углерода. В работе использовалась программа ТЕРРА. Синтез карбонитридов учитывался путем задания в расчётах возможности образования твердых растворов TiC-TiN и ZrC-ZrN. Установлено влияние содержания углерода и давления в системе на температуру процесса и равновесный состав продуктов. Показано, что введение углерода понижает адиабатическую температуру, а увеличение давления приводит к её росту. Фазовый переход CaO «твердое – жидкость» при T= 2900 K приводит к появлению плато при этой температуре. При любом количестве введенного углерода в продуктах образуются карбонитриды. Образование индивидуальных TiC и ZrC в равновесных условиях невозможно. Образующийся избыток углерода взаимодействует с избыточным кальцием, формируя карбид CaC2. Часть углерода взаимодействует с кислородом, образуя CO. Повышение давления смещает равновесное содержание CO в сторону его уменьшения.