铁液非均质形核的热力学研究

利用电解纯铁,通过高温钼丝炉制备了含有不同种类、不同含量异质核心的试样.利用差热分析方法测定了试样在相同冷却速度条件下的过冷度.从理论上比较了铁液凝固热力学驱动力的不同计算方法及误差,计算了铁液在凝固过程中的热力学驱动力,形核功和临界晶核半径.

F^(-)及SiF^(2-)_(6)对α型半水硫酸钙结晶成核及形貌的影响

本文模拟了半水法湿法磷酸生产过程中α型半水硫酸钙(α-HH)的结晶过程。在30%P_(2)O_(5),反应温度95℃,过饱和度S=1.64~2.10条件下,通过浊度仪监测溶液中浊度变化,测定了不同F^(-)及SiF^(2-)_(6)浓度下α-HH结晶诱导时间,采用经典成核理论公式计算了α-HH的临界晶核半径及成核速率,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)表征分析了F^(-)及SiF^(2-)_(6)对α-HH结晶过程的影响。结果表明:随着F^(-)、SiF^(2-)_(6)浓度的升高,α-HH晶体的结晶诱导时间延长,表面能和临界晶核半径都增大,然而成核速率减小。当过饱和度S=1.64时,加入0.06 mol·L^(-1)F^(-),α-HH结晶诱导时间延长了465 s,成核速率减小到0.403×10^(29)晶核数·cm^(-3)·s^(-1),然而,加入0.06 mol·L^(-1)SiF^(2-)_(6),α-HH结晶诱导时间延长了710 s,成核速率减小到0.339×10^(29)晶核数·cm^(-3)·s^(-1)。SiF^(2-)_(6)对α-HH晶体抑制成核作用大于F^(-)。F^(-)、SiF^(2-)_(6)阻碍了α-HH晶体沿C轴方向生长,使得晶体长径比减小,晶体形貌向短柱状变化。F^(-)、SiF^(2-)_(6)影响了α-HH晶体(200)、(310)、(400)晶面衍射峰强度和结晶度。控制半水法湿法磷酸中F^(-)及SiF^(2-)_(6)浓度水平,可以得到短柱状的α-HH晶体,有利于过滤洗涤。