陽極氣體傳質(zhì)對鋁液中氧化鋁夾雜形成影響機(jī)理研究
摘要：采用第一性原理的分子動力學(xué)方法模擬研究陽極氣體對鋁液傳質(zhì)形成Al2O3夾雜過程的影響。結(jié)果表明,在電解鋁液中,CO2分解成CO和O,鋁被氧化。反應(yīng)過程相對勢壘變化為初始結(jié)構(gòu)(0Ha)→過渡態(tài)Ⅰ(0.019Ha)→中間態(tài)(0.030Ha)→過渡態(tài)Ⅱ(-0.042Ha)→反應(yīng)結(jié)束(-0.056 Ha)。CO2與電解鋁液反應(yīng)過程為:CO2→CO2(ad)→COad+[O]→CO↑+[O],3[O]+2Al→Al2O3,總反應(yīng)為:3CO2+2Al→Al2O3+3CO↑。離解產(chǎn)物氧與鋁結(jié)合形成的鋁氧鍵非常穩(wěn)定。以電解鋁液為原料,配制了一組工業(yè)純鋁試樣,采用掃描電鏡研究了凝固試樣的組織。對高溫電解鋁液而言,陽極氣體是一種極強(qiáng)的氧化劑,能同高溫鋁液劇烈反應(yīng)生成Al2O3夾雜。電解鋁液中氧化夾雜對鋁樣組織產(chǎn)生冶金遺傳效應(yīng),氧化夾雜聚集在純鋁上,氣孔比較發(fā)達(dá),表明氣體通過氧化夾雜形核、長大。
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