Способ измерения коэффициента диффузии в жидком металле
Патент 989448
Авторы
Классы МПК
Способ измерения коэффициента диффузии в жидком металле
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
С©юз Соаетскик
Сецнаиисткчвскмк (теспублкк
< >989448, (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлеио05.12.80 (2) ) 3213362/18-25 (51)M. Кл.
Ci 01 И 27/50 с прмсоедииеиием заявки №вЂ”
Гесумрстееееьй кеттвтет
CCCI ее аееем втееретевв» и етерытия (23} П риоритет
Опубликовано 15.01.83. Бюллетень № 2
Дата опубликования описания 15.01;83 (53) УДК547.5 (088. 8) С. Л. Гольдштейн, С. П. Распопин и Г. Б.,Смирнов т
В
Уральский ордена Трудового Красного Знамени --*=политехнический институт им. С. М. Кирова (72) Авторы изобретения (7)) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИБИЕНТА
ДИФФУЗИИ В ЖИДКОМ МЕТАЛЛЕ (Изобретение относится к области измерения диффузионных характеристик жидких металлов, точнее, коэффициентов диффузии.
Известны способы оцределения коэффициентов диффузии (В ) элементов в жид-5
«их металлах такие, как капиллярные, электропереноса, регулируемой конвен, ции, хронопотеициометрии 31) .
Известные способы ттзмерениа обладают. недостатками, вызванными развитием конвенции в капиллярах иэ эа неизбежных градиентов температур, а также с присутствием краевых эффектов кристаллизации они не позволяют оценить погреш15 ность эа счет естественной конвекции.
Йаиболее близким к предлагаемому является способ измерения коэффициента диффузии в жидком металле путем иэмере-ща ния затухания тока во времени аноднокатодного потенциостатического электролиза, включаюший измерение стационарного потенциала жидкометаллического элентроца и потенциала начала вьщеления хонкурируюшего компонента E2 ) .
Однако известный способ не поэиитяет достичь максимально возможной точности измерений, так как элиминирует погрешность от хонвективной составляюшей за счет черезмерного уменьшения размера (массы) электрода, что приводит к работе на уровне шумов электрохимической системы.
Бель изобретения - повышение точности измерений.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения коэффициента диффузии в жирком металле путем измерения затухания тока во вре мени анодно-катодного потенциостатического элехтролиза, вхлючаюшем измерение стационарного потенциала жидкометаллического электрода и потенциала начала выделения конкурируюшего компонента, измерения начинают на электроде с начальной массой 0,95-1,05 r, последо-»
3 9&9446 4 вательно снижая ее на 10-20 А от перво- Использование шага изменения масс. начальной. электрода, превышающего 20 4, может
Выбор начальной массы электрода
/ дать неоптимальное в отношении количест«
0,95-1,05 г обусловлен тем, что такие ва необходимых измерений соотношение навески близки к критической области предельного и фонового токов. 1Llar же развития конвекции или входят в нее. менее 10;о соизмерим с величиной восРабота с электродом указанной массы производимости навески электрода. повышает точность определения за счет Пример . Измерения коэффициензначительного превышения измеряемых та диффузии (9 ) марганца в цинке протоков над фоновым. lo водят при 973, 1023 и 1073 К. Элеко
При наличии естественной конвекции тролит — эквимольная смесь КЫ- И О.
Ф необходимо снизить массу рабочего элек- Анодно потенциостатируют сплавы массой
Iтрода. Для этого уменьшают массу элек- 1, 0,9, 0,7 r с содержанием марганпа тропа на 10-20 Ь. При этом элиминирова- 0,7 мас. 4. Для каждой навески проводят ние конвективной составляюшей происходит 2-4 измерения. с сохранением оптимального соотношения Коэффициенты диффузии (Э ) и масса о измеряемого и фонового токов. электрода при 973 К c:<ågóþøèå:
В . 10 тт — 1,33
5 см
l,55 176
1,89 1,93 2,23 3,40 3,55 5,901,0
1,0
0,9
1,0
0,7
0,9
0,9
0,7
0,7 (П, Г
При 1023 К:
2,54 2,70 2,97 3,01 3,22 5,72
Э 10 см 1,96
2 и,г 0,7
2,24 2,30 2,31
1,0 1,0
l,0
0,9, 0,7
0,9
0,9
0,9
0,7
При 1073 К:
2 1Я см 2,89
5 2
0,7
4,93 5,21
3,93 4,00 4,08
4,19 4,92
1,0
1,0
0,9
0,9
0,9
0,7
0,7
Путем статистической обработки результатов измерений получено 17 точек, относяшихся к диффузионной области для трех температур, что досточно для описа-"О ния температурной зависимости коэффипиента диффузии по уравнению Аррениуса
Предложенный способ позволяет повысить точность измерений путем оптимального сочетания погрешностей от конвекции и от шумов электрохимической системы и уменьшить время проведения анализа за счет сокрашения числа необходимых измерений.
Формула изобретения
Реализация способа совместно с соответствуюшей обработкой позволяет получить экспериментальную зависимость по типу, хорошо согласующуюся с уравнием (1 ) . Следует отметить, что . исход-, ная выборка имела сильное отклонение от этого уравнения, особенно дл-. высоких температур, что свидетельствует о том, что даже сравнительно небольшой подъем температуры для одной и той же массы электрода приводит к заметному росту конвективной составляюшей в изучаемой системе.
Способ измерения коэффипиента диффузии в жидком металле путем измерения затухания тока во времени анодно-катодного потендиостатического электролиза, включающий измерение стационарного потенциала жидхометаллического электрода и потенпиала начала выделения конкурируюшего компонента, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности, измерения проводят на электроде с начальной массой 0,95-1,05 r, последовательно снижая ее на 10-20% от первоначальной.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Труцы института металлургии
УФАН. Физическая химия металлурги989 448 6 ческих расплавов. Bbm. 27. 1972, с. 187-194.
2. Авторское свидетельство СССР
iso заявке М 2763355/28, . кл. бi 01 М 27/50, 1970.
Ф
Составитель В. Казакевич
Редактор К. Волошук Техред О.Неце Корректор О. Билак
Заказ 11116/63 Тираж 871 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгороц, ул. Проектная, 4