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Liquid phase sintering

1990; Elsevier BV; Volume: 45; Issue: 7-8 Linguagem: Francês

10.1016/s0026-0657(10)80211-5

1873-4065

Intermetallics and Advanced Alloy Properties

Oxygen transfer rates through 0.03 to 0.14 kg samples of pure PbO and binaryPbO/Fe3O4 melts and through molten samples of commercial silvercupellation slag were measured at a temperature of 1050°C. The oxygen transfer rate wascalculated from the rate of oxidation of a molten lead pool that was beneath the molten oxide orslag. The molten lead and oxide or slag were contained in high purity alumina crucibles. Thesource of the oxygen was air that was flowed onto the top surface of the melts from a lanceseparated from the melt at distances ranging from 0.02 to 0.22 m. Air flow rate was 8.3×10−5 m3/s (5 l/min @ 298 K, 1 ATM) and was equivalent to a pipe ReynoldsNumber of 900 at the lance tip and at the melt temperature. It was found that the rate of oxygentransfer through the molten oxide or slag layer was roughly constant for lance separations greaterthan 0.15 m. The oxygen transfer rate increased with decreasing lance separation for separationsless than 0.15 m. Gas phase mass transfer resistance needed to be taken into account whenanalyzing the kinetic data for lance separations greater than 0.15 m. It was concluded that oxygentransfer through pure PbO melts occurred by molecular diffusion and that the measuredpermeability of oxygen was 1.33×10−8 kmol O2/m/s. The diffusioncoefficient of molecular oxygen in pure molten PbO was calculated as 3×10−8m2/s. When small amounts of Fe3O4 were added to the purePbO melts, the rate of oxygen transfer increased by at least a factor of ten and the oxygen transfermechanism changed to ionic diffusion. The rate of oxygen transfer was seen to vary with theamount of addition of Fe3O4 to the PbO melt and exhibited a maximum at 6wt% Fe3O4. The rate of oxygen transfer through samples of commercialsilver cupellation slag was not increased by adding Fe3O4 because the effectof Fe3O4 was overshadowed by impurities such as Fe, As, Sb and Binaturally present in the commercial slag.On a mesuré, à une température de 1050°C, les taux de transfert de loxygène au travers déchantillons de 0.03 à 0.14 kg de bains de PbO pur et de bains binaires PbO/Fe3O4ainsi quau travers déchantillons fondus de scorie commerciale decoupellation de largent. On a calculé le taux de transfert de loxygène à partir du taux doxydation dunbassin de plomb fondu qui se trouvait au-dessous de loxyde fondu ou de la scorie. Des creusets enalumine très pure contenaient le plomb fondu ainsi que loxyde oula scorie. La source doxygène étaitlair circulé à la surface des bains, à partir dune lance séparée du bain à des distances qui variaient entre0.02 et 0.22 m. Le taux découlement de lair était de 8.3×10−5 m3/s (5 l/min @ 298 K, 1 ATM.) et était équivalent à un nombre de Reynolds (pour tuyau) de 900 à lextrémité de la lance et à la température du bain. On a trouvé que le taux de transfert de loxygène à travers loxyde fondu ou la couche de scorie étaitapproximativement constant pour les valeurs de séparation de lalance de plus de 0.15 m. Le taux de transfert de loxygèneaugmentait avec une diminution de la séparation de lance pour lesvaleurs de moins de 0.15 m. On devait tenir compte de la résistance du transfert de masse de la phase gazeuse lors de lanalyse des données cinétiques pour des séparations de lance de plus de 0.15 m. On a conclu que le transfert doxygène à travers les bains de PbO pur se produisait pardiffusion moléculaire. La valeur mesurée de la perméabilité de loxygène était de 1.33×10−8kmol O2/m/s. On a calculé le coefficient de diffusion deloxygène moléculaire dans le PbOfondu pur comme étant 3×10−8 m/s. Lorsquonajoutait de petites quantités de Fe3O4 auxbains de PbO pur, le taux de transfert de loxygène augmentait parun facteur dau moins dix et le mécanisme de transfert de loxygène passait à la diffusion ionique. Letaux de transfert de loxygène variait avec la quantité de Fe3O4 ajoutée au bain dePbO et exhibait un maximum à 6% en poids de Fe3O4. Le taux de transfert de loxygène au travers déchantillons de scorie commerciale de coupellation de largent naugmentaitpas avec laddition de Fe3O4 parce que leffet du Fe3O4 était éclipsé par des impuretés telles que Fe, As, Sb et Bi présentes naturellement dans la scorie commerciale. © 1999Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Published by Elsevier Science Ltd. All rightsreserved.