1、1经典热力学模型(Toop_Samis模型,Masson模型1965)2统 计 热 力 学 模 型(完 全 离 子 溶 液 模 型 Herasymenko1938,Temkin1946,Flood;正规离子溶液模型)l 共存理论,由前苏联丘依柯教授提出,张鉴教授改进5.1 离子理论Masson模型 1961年,G.W.Toop在他的导师C.S.Samis教授的指导下,在Univ.of British Columbia 完成了其硕士论文。提出了二元硅酸盐系(MOSiO2)理论模型Toop模型(发表在The Metallurgical Society of AIME.Transactions C.
2、Vol(224)Oct.(1962)。Toop理论基本要点:二元硅酸盐(MOSiO2)系中,符合阴离子之间有下列聚合反应|SiO+O Si=Si O Si+|或 或 利用K值,可由熔渣中的 计算出 ,离子的浓度,然后求出MO和SiO2的活度,但是Toop模型由于考虑的是硅酸盐的单链结构,所以计算的结论和实际结果差别别较大。后来Masson在Toop模型的基础上于1965年提出了全链结构模型(all chain configuration),1970年进一步完善,可以教准确地计算出硅酸盐体系MOSiO2的活度。5.1.1基本假设(1)熔渣中,离子的活度等于其浓度(摩尔分数)。(2)所有复合阴离子
3、均是链状结构,。且这些离 子之间的聚合反应达平衡,平衡常数皆相等。5.1.2 热力学模型 在Masson模型的假设下,可得到计算硅酸盐体系中MO的活度的关系式:证明:由假设条件(2)。设式2-5-1中所有反应的平衡常数皆为K,则(2-5-1)(2-5-2)(m=3)(m=m)所有阴离子分数之和等于1,即令所以(2-5-3)(2-5-4)(2-5-5)利用级数求和公式(b1)代入式2-5-5得 解得 而 与 有关,因为由(m=1)(m=2)(m=3)(m=m)(2-5-6)(2-5-7)(2-5-8)所以这是由于复杂硅酸盐离子与碱性金属离子之间有如下关系(2-5-9)所以(2-5-10)所以 (
4、2-5-11)利用级数求和公式式2-5-11可以写成将 代入(2-5-12)(2-5-13)将式2-5-6代入或(2-5-14)(2-5-15)5.1.3 Masson 模型的应用由Masson模型归纳出求 方法如下:(1)由化学分析确定 ;(2)由 系测定某一 下的 ,代入式2-5-15计算得K;(3)利用已求出的K确定任一 下的 。例2-5-1 1600 ,文献中测得:K=0.0016 K=0.010 K=0.25 K=1.0可以看出K的变化规律:随着 半径的减少,K值增大。5.1.3 Masson 模型的不足之处 (1)Masson模型视熔按体系为理想溶液,与实际不合;(2)模型的结论难以应用到三元系;(3)邹元耀1982年在18您金屑学报上发表文章对 系的K是否为常数提出了质疑,其实验发现,与 成线性关系,因此Masson模型的基本假设是否合理也就不难判断。