Al_2O_3–C/Fe系统中氧化铝的碳热还原反应机理

对Al_2O_3–C/Fe系统在不同气氛下升温至1 973 K(1 700℃)的反应进行了研究,并对实验后的试样形貌、微区成分以及相关热力学进行分析。结果表明:在流动氩气气氛条件下,金属样品中检测出铝元素,但在高温炉进行埋炭实验后,金属样品中没有发现铝元素的存在。气氛对Al_2O_3–C/Fe系统的反应有显著的影响。高温下Al_2O_3会微量溶解到铁液中形成[Al]和[O],同时,Al_2O_3–C耐火材料中的石墨会溶于铁液中形成[C],溶解于铁液中的[C]会和[O]反应生成CO气体。在流动氩气保护的实验条件下,生成的CO气体被流动的氩气迅速带出反应体系,从而促进Al_2O_3向铁液中的溶解;但在埋炭实验条件下,反应系统中存在的CO和CO_2将抑制Al_2O_3向铁液中的溶解,实验后金属样品中只发现了碳而没有铝。