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正文:
金属液与周围环境的交互作用
液态金属具有很强的化学反应能力,它既能与液面上的气
体反应,也能与坩埚中的固体材料反应。如果金属液表面漂浮着熔
渣或熔剂,金属液也可能与它们反应。许多金属液还会与其所接触
的炉衬和坩埚发生反应。
这些反应的驱动力来自于金属液与周围环境达到平衡的趋
势。当然,能否平衡取决于反应速率和反应时间。
显而易见,在熔炼过程中,坩埚和熔炼炉中的金属液反应
相当剧烈,因为此时有充足的时间进行大规模的反应。金属液从潮
湿的耐火材料中吸氢现象也很普遍。用碳氢化合物燃料(如煤气或
燃油)加热的熔炼炉中熔化金属液也经常产生类似的问题
全面理解平衡气体分压与液相中气体溶解度之间的关系至关重
要。下面给出一些实例对此概念加以说明。
以某一液态金属中含有一定量的氢原子为例。我们将金属
液放在一个密封的真空环境中,则金属液与液面上的环境将不平衡
。相对真空环境而言,金属液中的氢原子处于过饱和状态。氢原子
就会从金属液中不断逸出,并在金属液表面合成为氢分子,以氢气
的形式进入到密闭空间中。密闭空间中的氢气分压不断升高,直至
金属液表面氢气逸出的速率等于氢气返回到金属液表面再转化为进
入金属液中原子氢的速率。此时,我们就说金属液与周围环境达到
了平衡。
同样,假设金属液中含有少量或不含气体(此时平衡气体
分压很低),将此金属液置于气体分压很高的环境中,气体将从气
相不断地扩散到液态金属中溶解,直到气一液两相的气体分压平衡
。
出自http://www.bjsgyq.com/
北京显微镜百科