ИСТИНА

Стеклообразующая система Na2O-B2O3-SiO2 является одной из ключевых в стекольной промышленности благодаря специфическим физико-химическим свойствам (низкий коэффициент термического расширения, высокая химическая устойчивость и т.д.). Однако при плавлении в промышленных печах образуется значительное количество продуктов испарения, вызывающих коррозию материалов печи. В связи с этим в качестве объекта исследования была выбрана данная система, интерес к термодинамическим свойствам которой проявляет компания Saint-Gobain. Эти данные необходимы для оптимизации процесса стеклопроизводства. Целью работы является экспериментальное исследование равновесий жидкость – пар в системе Na2O – B2O3 – SiO2 и оптимизация термодинамических свойств конденсированных фаз системы для корректного моделирования парожидкостных равновесий. Эксперименты по испарению стекла были проведены в НИЛ Saint-Gobain Recherche. Состав конденсата исследовали методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Для термодинамического моделирования экспериментов использовали комплекс FactSage. В ходе работы были модифицированы термодинамические параметры газовых компонентов в исходной базе данных FactPS, и на их основе была создана новая база данных FactTEST. Моделирование парожидкостного равновесия с использованием FactTEST показало, что расчетные значения плохо согласуются с полученными экспериментальными данными. Одной из возможных причин несоответствия является плохое описание термодинамических свойств жидкой фазы тройной системы в FactSage. Для оптимизации свойств исследуемых объектов был проведен поиск литературных данных по термодинамическим свойствам и фазовым равновесиям тройной системы Na2O – B2O3 – SiO2 и составляющих ее двойных систем. Описание избыточных термодинамических функций фаз системы B2O3 - SiO2 проводили с использованием полиномиальных моделей; для описания свойств фаз системы Na2O - B2O3 и Na2O – SiO2 выбрана модель ассоциированных растворов. Программы оптимизации термодинамических свойств написаны в среде MatLab и в настоящий момент ведется настройка параметров оптимизации. На основе оптимизированных термодинамических параметров в дальнейшем будет произведено термодинамическое моделирование свойств выбранных бинарных и тройной системы, а также расчет фазовых равновесий жидкость – пар.