ИСТИНА

Решение фундаментальной проблемы разделения свинцово-цинковых расплавов, содержащих наиболее часто встречающиеся сопутствующие элементы, такие как In и Sn, состоит в экспериментальном исследовании четверной системы In-Pb-Sn-Zn методом ЭДС и ее термодинамического моделирования, а также моделирования двойных и тройных подсистем. Для описания тройных подсистем была проведена проверка оптимизированных литературных данных двойных подсистем In-Pb, In-Sn, In-Zn. Pb-Sn, Pb-Zn, Sn-Zn. Расчет тройных систем In-Pb-Sn, In- Sn-Zn, Pb-Sn-Zn, In-Pb-Zn основан на использовании данных соответствующих двойных подсистем, и имеющихся экспериментальных данных по фазовым диаграммам и термодинамическим свойствам тройных систем. Стратегической целью является получение термодинамическое описание четверной системы In-Pb-Sn-Zn. В перспективе стратегической целью работы является исследование области расслаивания такой четверной жидкой системы и ее термодинамическое моделирование. Для расчета трехкомпонентных и четырехкомпонентной системы использован метод термодинамического моделирования. Он заключается в построении термодинамических моделей фаз системы, то есть нахождении аналитических выражений для их энергий Гиббса. Для этого используется вся имеющаяся экспериментальная информация по термодинамическим свойствам фаз и фазовым диаграммам, включая информацию о граничных двойных и тройных подсистемах. Полученные термодинамические модели фаз позволяют путем минимизации энергии Гиббса системы рассчитывать стабильные и метастабильные фазовые равновесия в многокомпонентной системы при любых величинах внешних переменных. Такая информация необходима для разделения и очистки четверных смесей (индий+свинец+олово+цинк), выделения "индиевых" хвостов и управления процессами цветной металлургической промышленности.

Были приготовлены и изучены методом электродвижущих сил 7 сплавов системы In-Pb-Zn. Полученные результаты по системе In-Pb-Zn опубликованы в печати. (Vassiliev V.P., Lysenko V.A., Weiping Gong; New EMF Measurements and Thermodynamic Evaluation of the In-Pb-Zn System, Journal of Alloys and Compounds, 564 (2013) 49-54) Закончена оптимизация тройной системы In-Sn-Zn с использованием новых экспериментальных литературных данных и результаты направлены в печать (Journal of Alloys and Compounds). Проведена проверка термодинамических описаний двух тройных систем In-Pb-Sn и Pb-Sn-Zn, и соответствующих двойных подсистем. Оптимизация каждой тройной системы с учетом проверки двойных подсистем требует не менее шести месяцев работы. Экспериментальное исследование четверной системы In-Pb-Sn-Zn проведено на большом числе сплавов. Измерены химические потенциалы цинка девяти четверных сплавов системы In-Pb-Sn-Zn методом электродвижущих сил в интервале 625-850К в изотермических вакуумных ячейках из стекла “Pyrex”. В качестве жидкого электролита использован эвтектический расплав хлоридов калия и лития (KCl и LiCl). Приготовлены и изучены методом электродвижущих сил 16 сплавов четверной системы In-Pb-Sn-Zn: Завершено термодинамическое описание системы In-Sn-Zn: построены её политермические разрезы и поверхность ликвидуса. Уточненный состав эвтектического сплава: 78.7 Sn, 10.9 Zn, 10.4 In (ат.%) c температурой плавления 118°C рекомендован как бессвинцовый припой.