Thermodynamic Assessment of the Reduction of WO3 by Carbon and Silicon


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

An interesting process in terms of resource conservation is the arc surfacing of worn components by means of powder wire in which the filler contains tungsten oxide WO3 and a reducing agent (carbon and silicon). Thermodynamic assessment of the probability of 21 reactions in standard conditions is based on tabular data for the reagents in the range 1500–3500 K. This range includes the temperatures at the periphery of the arc and in the upper layers of the surfacing bath. The reactions assessed include direct reduction of WO3 by carbon and silicon, indirect reduction of WO3 by carbon, and reaction of tungsten compounds with carbon and silicon to form tungsten carbides and silicides. The possible reaction products considered are W, WC, W2C, WSi2, W5Si3, CO, CO2, SiO, and SiO2. The reduction of the oxide is written for 1 mole of O2, while the reactions of tungsten compounds with carbon and silicon compounds are written for 2/3 mole of tungsten W. The probability of the reactions is estimated in terms of the standard Gibbs energy. In the range 1500–3500 K, the standard states of the reagents are assumed to be as follows: W(so); WO3(so, li), with phase transition at 1745 K; WC(so); W2C(so); C(so); CO(g); CO2(g); WSi2(so, li), with phase transition at 2433 K; W5Si3(so, li), with phase transition at 2623 K; Si(so,li), with phase transition at 1690 K; SiO(g) and SiO2(so, li), with phase transition at 1996 K. To assess the influence of the possible evaporation of tungsten oxide WO3 in the arc (Tb = 1943 K) on the thermodynamic properties, the thermodynamic characteristics of two reactions are considered; the standard state in this temperature range is assumed to be WO3(g). Thermodynamic analysis of the reduction of tungsten oxide WO3 shows that the temperature of the melt and the composition of the powder wire may affect the composition and properties of the layer applied. At high melt temperatures (>2500 K), the formation of tungsten and also tungsten carbides and silicides is likely. These reactions significantly change the composition of the gas phase, but not that of the slag phase in the surfacing bath. Below 1500 K, the most likely processes are the formation of tungsten silicides and tungsten on account of the reduction of WO3 by silicon. In that case, the slag phase becomes more acidic on account of the silicon dioxide SiO2 formed. However, this temperature range is below the melting point of WO3 (1745 K). In the range 1500–2500, numerous competing reduction processes result in the formation of tungsten and also tungsten carbides and silicides in the melt. The reaction of tungsten compounds with carbon and silicon to form carbides and silicides is less likely than reduction processes. Evaporation of tungsten oxide WO3 in the arc increases the thermodynamic probability of reduction; this effect is greatest at low temperatures.

Об авторах

Yu. Bendre

Siberian State Industrial University

Автор, ответственный за переписку.
Email: bendre@list.ru
Россия, Novokuznetsk

V. Goryushkin

Siberian State Industrial University

Email: bendre@list.ru
Россия, Novokuznetsk

R. Kryukov

Siberian State Industrial University

Email: bendre@list.ru
Россия, Novokuznetsk

N. Kozyrev

Siberian State Industrial University

Email: bendre@list.ru
Россия, Novokuznetsk

L. Bashchenko

Siberian State Industrial University

Email: bendre@list.ru
Россия, Novokuznetsk

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Allerton Press, Inc., 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».