Введение к работе
Актуальность работы. Необходимость изучения процессов, протекающих ш границе платины с жидкими оксидами связана с широким её использованием в качестве материала тиглей, фильер, мешалок в производстве оптического стекла и зыращивании оксидных монокристаллов. При высокой температуре платина ззаимодействует с агрессивными оксидными расплавами, что приводит к ^тсудшению оптических свойств готового стекла и преждевременному износу дорогостоящих платиновых сосудов вследствие коррозии и насыщения их рабочей поверхности элементами компонентов шихты. Процесс окисления ионов кислорода из расплава является определяющим для понимания адсорбционно-химического и коррозионного поведения платины. Кроме того разряд - ионизация кислорода на границе твердой фазы с оксидным расплавом является неотъемлемым этапом процессов углетермического восстановления металлов из оксидных расплавов, электрошлаковых процессов с угольным электродом, электролиза алюминия. В ряде случаев процессы окисления или восстановления с участием анионов кислорода могут тормозить технологический процесс в целом, а, следовательно, определять производительность металлургических агрегатов.
Цель работы. Изучение механизма и кинетики окислительно-
восстановительных процессов с участием ионов кислорода на границе платины с боросиликатными расплавами.
В соответствии с целью в работе поставлены следующие задачи: - исследование стационарной поляризации платинового электрода на границе с оксидным расплавом. На основании полученных данных количественно оценить влияние температуры, состава электролита и газовой фазы на кинетику изучаемых процессов.
- исследование влияния температуры, состава оксидного расплава и газове фазы на адсорбционно-химические характеристики границы фаз, полученные результате переменыотоковых измерений.
Научная новизна. На основании результатов современных электрохимичесю методов (гальваностатического, переменнотокового) предложена нов* двухстадийная модель механизма окислительных и восстановительных процессе с участием адсорбированных ионов кислорода. При описании кинетик изучаемых процессов в стационарных и нестационарных условиях в работ впервые учтена замедленность радиальной поверхностной диффузи адсорбированных субионов кислорода по поверхности платины. Выведен] кинетические уравнения, связывающие скорость изучаемых электрохимически процессов с потенциалом электрода, его адсорбционными свойствам! температурой и другими физико-химическими характеристиками системь Выявлена эквивалентная электрическая схема изучаемых окислительно восстановительных процессов, включающая импеданс радиальной поверхностно) диффузии и адсорбционную ёмкость. Методами нелинейной регрессии го опытным данным найдены значения адсорбционной ёмкости платины і натрийборосиликатных расплавах в широком интервале электродньп перенапряжений при температурах 973-1173 К в нейтральной и окислительно! атмосфере.
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть полезными і анализе процессов коррозии платиновых контейнеров для плавки оптическю стекол и выращивания оксидных монокристаллов, а также в кинетическои, анализе реакций углетермического восстановления жидких шлаков.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались ш Всероссийских и региональных научно-технических конференциях: "Физико-химия металлических и оксидных расплавов" (Екатеринбург, 1993г.); "Строение к
свойства металлических и шлаковых расплавов" (Екатеринбург, 1994г.); "Современные аспекты металлургии получения и обработки металлургических материалов" ( Екатеринбург, 1996); "Коррозия и защита материалов, промышленного оборудования, сооружений, изделий и трубопроводов" (Екатеринбург, 1996).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы из 143 наименований; изложена на 152 страницах машинописного текста, включает 3 таблицы и 34 рисунка.