Abstract

Thermodynamic modeling and experimental investigation of phase equilibria in the Cu–Al–Zr–O system were carried out. Thermodynamic analysis of phase equilibria was performed using the method of constructing the Surface of Components Solubility in the Metal melt (SCSM). Thermodynamic analysis was made for temperatures of 1200 and 1300 °С. The areas of phase equilibria of liquid metal with conjugated oxide phases were constructed depending on concentrations of elements dissolved in metal melt. Formation of copper oxide and CuAlO 2 compound in the presence zirconium and aluminum in liquid metal melt are thermodynamically unlikely. The areas of these phase equilibria are offset to less than 10 –13 wt. % Al and to less than 10 –20 wt. % Zr. Iso-oxygen sections have been also calculated. It was shown that zirconium is a stronger reducing agent than aluminum in the copper melt. Thus the alternative deoxidation mechanism is characteristic for the Cu–Al–Zr–O system. Zirconium dissolved in the copper melt will primarily interact with oxygen. Aluminum oxide may be formed at lower zirconium concentration and at sufficient oxygen concentration in copper melt. Zirconium concentration in copper melt will be decreased in connection with formation zirconium oxide. Experimental investigations confirmed thermodynamic modeling results. The analyses of the non-metallic inclusions have been performed using scanning electron microscope and energy dispersion spectrometer. The research results may be interesting for copper and copper alloys industry.

Highlights

  • Наименование точки I IIКоординаты точек нонвариантных превращений на диаграмме состояния системы Cu2O–Al2O3–ZrO2.

  • 0,0824 0,0307 раствор на основе оксида циркония ZrO2тв.р.

  • Для температуры 1300 °С в равновесии с жидким металлом будут находиться: оксидный расплав (Cu2O, Al2O3, ZrO2); твердый оксид алюминия Al2O3; твердый раствор на основе оксида циркония ZrO2тв.р.

Read more

Summary

Наименование точки I II

Координаты точек нонвариантных превращений на диаграмме состояния системы Cu2O–Al2O3–ZrO2. 0,0824 0,0307 раствор на основе оксида циркония ZrO2тв.р. Для температуры 1300 °С в равновесии с жидким металлом будут находиться: оксидный расплав (Cu2O, Al2O3, ZrO2); твердый оксид алюминия Al2O3; твердый раствор на основе оксида циркония ZrO2тв.р. Для построения ПРКМ необходимы сведения о константах равновесия реакций в исследуемой системе. Протекающие в медном расплаве системы Cu–Al–Zr–O, и температурные зависимости констант равновесия этих реакций приведены в табл. Для моделирования ПРКМ необходимы также сведения о параметрах взаимодействия компонентов в медном расплаве Область I определяет составы жидкого металла, равновесного с оксидным расплавом (О.р.); область II – с чистым твердым оксидом алюминия; область III – с твердым раствором на основе оксида циркония; область IV – с чистым твердым оксидом меди; область V – с чистым твердым соединением CuAlO2.

Параметры взаимодействия первого порядка в медном расплаве eij j i
ОБРАЗЕЦ ЦИТИРОВАНИЯ
FOR CITATION
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call