Влияния давления водорода на продолжительность и скорость гидрирования
Начальная температура проведения процесса во всех опытах составляла 2000 С. Результаты исследований приведены в приложении Б, а некоторые из них графически представлены на рисунке 53.
Рисунок 53 – Влияние давления водорода в реакторе и продолжительности процесса на степень гидрирования сплава
Полученные данные показывают, что с увеличением давления водорода скорость гидрирования возрастает. Визуально из рисунка 53 видно, что с увеличением давления закон гидрирования меняется от практически линейного (давление 0,05 МПа) до степенного (0,3 МПа). Это хорошо согласуется с данными, полученными в лабораторных условиях, и подтверждает предложенный механизм гидрирования, определяющим в котором является скорость накопления необходимого количества активных центров. А чем больше поверхность (масса) навески и давление водорода (концентрация), тем больше образуется активных центров, тем выше скорость гетерогенной химической реакции.
Для сравнения и установления различий в механизме процессов гидрирования высоконеодимого сплава (Nd-Fе) с гидрированием "тройного" магнитного сплава Nd-Fe-B, содержание неодима в котором меньше в 2-2,5 раза, были проведены, по описанной выше методике, следующие исследования. Массы исходных навесок сплава при этом выбирались из расчёта на получение гидрида (NdH2) (таблица 11).
Результаты исследований приведены в приложении А3 и графически представлены на рисунке 54.
|
|
|
Таблица 11 – Расчетные (стехиометрические) массы сплава Nd2Fе14В, необходимые для получения гидрида (NdH2)
| Давление водорода Р, МПа | Расчетная масса лигатуры, г |
| 0,3 | 180 |
| 0,2 | 144 |
| 0,1 | 108 |
| 0,0 | 72 |
| - 0,05 | 36 |
Рисунок 54 – Влияние давления водорода в реакторе на степень гидрирования магнитного сплава Nd-Fe-B
Анализ этих закономерностей показывает, что механизм гидрирования магнитного тройного сплава несколько отличается от механизма гидрирования высоконеодимовых сплавов, особенно эта разница проявляется при низких давлениях. Видно, что зависимость α = f(p) в этом случае носит ярко выраженный степенной характер. По нашему мнению, это обусловлено меньшим содержанием в сплаве Nd2Fе14В, обогащенной неодимом межфазы (3-5 % мас.), в отличие от сплава Nd-Fе, где она превалирует — (60-80%). Основная фаза Nd2Fe14B, как было сказано ранее, при данных условиях, с водородом не взаимодействует. Поэтому после гидрирования приповерх-ностного слоя влияние диффузионного торможения на скорость реагирования усиливается, что сказывается на скорость процесса гидрирования в целом. В промышленных условиях при гидрировании тройного сплава для снижения влияния диффузионного торможения температуру процесса увеличивают до 250 оС [83].
|
|
|
Влияние температуры на скорость процесса гидрирования
Необходимость этих исследований диктуется тем фактором, что обработка сплава водородом проводится при температурах, близких к равновесным условиям, когда одновременно самопроизвольно протекают два процесса: гидрирование и дегидрирование.
Результаты исследований процесса гидрирования сплавов в интервале 100-300оС представлены на рисунке 55 и приведены в приложении Б. Лабораторные исследования показали (рисунки 36, 37), что и для малых навесок (3-5 г) при низких температурах (25-50 оС) наблюдается более полное гидрирование высоконеодимого сплава, чем при температурах (75-200оС). Однако, и особенно для малых навесок, велик индукционный период. Поэтому, для исключения влияния последнего, промышленные испытания проводили при температурах от 100 оС.
Из рисунка 55 видно, что влияние температуры на процесс гидрирования высоконеодимого сплава неоднозначно. Индукционный период во всех опытах отсутствовал но, как и в проведенных ранее лабораторных исследованиях, в начальный момент времени скорость гидрирования возрастает с ростом температуры, однако в последствии из-за возрастания скорости процесса диссоциации гидрида неодима не удаётся достигнуть высоких степеней превращения при высоких температурах.
|
|
|
При гидрировании магнитного сплава Nd-Fe-B (см. рисунок 56 и приложение Б) температура оказывает заметное влияние как на скорость процесса, так и на степень превращения. Однако, как и в случае гидрирования лигатуры, повышение температуры снижает степень превращения. В связи с этим интервал температуры (800 – 1000С) является оптимальным, позволяющим достичь 90% и более степени гидрирования.
Рисунок 55 – Влияние температуры в реакторе на степень гидрирования высоконеодимового сплава Nd-Fe
Рисунок 56 – Влияние температуры в реакторе на степень гидрирования магнитного сплава Nd-Fe-B
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 269; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!