PROSESSI- JA YMPÄRISTÖTEKNIIK KA Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa, 201 5 Teema 1 Kotitehtävä 5 11.8.2015 MONIKOMPONENTTISYSTEEMIN TARKASTELU TASAPAINOPIIRROKSIA HYÖDYNTÄEN Yleistä Tämän kotitehtävän tavoitteena on osoittaa taito tulkita kolmen komponentin systeemille laadittua tasapainopiirrosta. Tehtävä liittyy maanantaina 12.10. pidettyyn luentoon ja kotitehtävä on palautettava viimeistään tiistaina 20.10. pidettävän luennon aluksi (klo 8). Tehtävänanto Vastaa seuraavalla sivulla esitetyn ternääriselle Al2O3-MgO-SiO2-systeemille laaditun tasapainopiirroksen pohjalta seuraaviin kysymyksiin: 1. Etsi ja merkitse kuvaan vähintään yksi esimerkki seuraavista asioista: (1) binäärinen eutektinen tasapaino, (2) ternäärinen eutektinen tasapaino, (3) satulapiste, (4) kahden sulafaasin välinen liukoisuusaukko sekä (5) puhtaan välifaasin koostumuspiste. 2. Fiktiivisen pyrometallurgisen prosessin kuonan koostumus on: 60 p-% SiO2, 20 p-% MgO ja 20 p-% Al2O3. Samassa prosessissa lämpötila vaihtelee välillä 1600-1700 C. Onko kuona prosessissa täysin sulaa? Jos vastasit kyllä, kuinka paljon eri komponenttien (SiO2, MgO ja Al2O3) määriä kuonassa (painoprosentteina) on mahdollista lisätä ilman, että kuona alkaa jähmettyä? Jos vastasit ei, kuinka paljon ja mihin suuntaan kuonan koostumusta tulisi muokata, jotta kuona olisi kokonaan sulaa? 3. Toisen aivan yhtä fiktiivisen pyrometallurgisen prosessin kuonan koostumus on: 47 p-% SiO2, 23 p-% MgO ja 30 p-% Al2O3. Koostumus on valittu siten, että kuona on täysin sulaa 1600 C:een prosessilämpötilassa (mikä on kuonan likviduslämpötila?). Vuorausten keston parantamiseksi prosessilämpötilaa on päätetty laskea 1400 C:een. Kuinka paljon ja mihin suuntaan kuonan koostumusta on muutettava, jotta kuona olisi täysin sulaa myös tässä lämpötilassa? 4. Piirrä kuvaajaan Alkemaden viivat. Seos, jossa on 30 p-% SiO2, 60 p-% Al2O3 ja 10 p-% MgO, on sulatettu täysin. Kerro kuvaajan pohjalta, mikä on ensimmäinen sulasta jähmettyvä faasi, kun sulaa jäähdytetään ja mitkä ovat systeemissä esiintyvät kiinteät faasit, kun viimeinenkin sulapisara on jähmettynyt? TEKNILLINEN TIEDEKUNTA Prosessimetallurgian tutkimusryhmä Eetu-Pekka Heikkinen PL 4300 90014 OULUN YLIOPISTO Puh. 0294482559 www.oulu.fi/pyomet/477412s Ternäärisen Al2O3-MgO-SiO2-systeemin tasapainopiirros:
© Copyright 2024