基本介紹
- 中文名：熔鹽介質
- 組成：陽離子和陰離子
- 相互作用力：包括靜電作用力
- 結構：大體相似
定義,性質,試驗,
定義
熔鹽由陽離子和陰離子組成。離子間的相互作用力包括靜電作用力（它是服從庫侖定律的長程作用力）、近程排斥力和范德華力（一譯范德瓦爾斯力）。作為初級近似，可用靜電硬球模型描述熔鹽結構。即認為陰、陽離子都是帶電而具有一定半徑的硬球，而將范德華力忽略不計或作為校正項。由於靜電作用，熔鹽中每個離子均為異號離子所包圍X射線衍射實驗結果表明：和晶體結構相比，熔鹽中陰、陽離子最近距離非但沒有增大，反而略有減少，但每個離子的第一近鄰數（配位數）卻比晶體中顯著減少。這說明熔鹽中存在不規則分布的縫隙或空位。兩種熔鹽互相混溶後形成的熔鹽溶液，其結構亦大體相似。根據離子間相互作用的勢能方程式,可用計算機模擬熔鹽中離子的運動和排布,進而計算熔鹽或熔鹽溶液的許多物理化學性質。
性質
熔鹽和熔鹽溶液的物理化學性質的研究，不僅有助於對熔鹽和熔鹽溶液結構的了解，而且為尋找生產技術上有用的熔鹽系提供了依據。合適的熔鹽電解液的選擇是熔鹽電解工藝取得成功的一個關鍵。熔鹽系的熔點（相平衡）、密度、表面張力或界面張力、粘度、電導率等性質，對電解生產都有重要影響。熔鹽相圖的研究，對於了解熔鹽間的相互作用和制定熔鹽電解工藝都很重要。常用的熔鹽相圖測量方法是目測、變溫法和差熱分析法。藉助計算機利用熱力學函式計算熔鹽相圖，已成為熔鹽相圖測量的輔助手段。熔鹽相圖的類型與熔鹽間相互作用的類型有關。有些價型、離子半徑很接近的熔鹽在液相中形成近乎理想的溶液,在凝固後則形成連續式固溶體。例如氯化鉀-氯化銣系。價型或離子半徑相差較大時，多形成低共熔點的相圖。例如氯化鉀－氯化鋰系。有的熔鹽相圖有穩定或不穩定的中間化合物。少數熔鹽系液相不完全混溶，形成液相分層體系。
除價型、離子半徑很接近的熔鹽往往形成近乎理想的溶液外，大多數熔鹽系的混合熱不為零。許多熔鹽溶液可用規則溶液理論計算熱力學性質。
試驗
Ti(C_(1-x)N_x)(0≤x≤1),具有高的熔點、高的硬度、相對高的熱導率和導電性能,優良的抗磨損等性能,使其在各個領域都具有廣泛的套用前景。目前,在工業化生產中普遍採用碳熱還原法來製備Ti(C, N),但該方法存在原料混合難以均勻,反應時間較長,合成溫度高等缺點;熔鹽法在製備陶瓷粉體方面具有顯著降低合成溫度和縮短反應時間、較好的控制合成粉體的尺寸和形貌、適應性強、成本低等獨特的優勢,若將二者結合起來,則可能製備出性能優良的Ti(C, N)粉末。目前,將Ti(C, N)套用在耐火材料中卻鮮有報導,如果將Ti(C, N)等非氧化物作為添加劑引入到高爐用炭磚中,則可能提高炭磚的強度、耐磨性、抗熱衝擊和抗熔體侵蝕性等。本文就以下三部分進行了研究: 第一部分通過對不同的工藝因素研究表明:在熔鹽介質中以TiO_2和炭黑為原料來合成Ti(C, N),在氮氣或埋炭氣氛下,最佳的碳鈦摩爾比約為2 : 1,反應在氮氣氣氛下進行的更充分;在埋炭氣氛下,添加10wt%熔鹽且熱處理溫度為1300℃×3h較好;熔鹽為多組分且含有加熱過程中能分解放出氣體的對反應有利。
