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在高溫下，MgO-C體系內(nèi)可能存在的主要反應(yīng)有三個，分別為：
當(dāng)體系內(nèi)的反應(yīng)達(dá)到平衡時，ΔG=0。可根據(jù)上述各式可以計(jì)算出各溫度下反應(yīng)(7-9)和(7-11)的ΔGo以及PMg和PCO值，所得結(jié)果如圖7-33所示。根據(jù)此圖可查出純MgO與純石墨反應(yīng)生成鎂蒸汽和一氧化碳?xì)怏w時的開始反應(yīng)溫度。例如，當(dāng)PMg和PCO分別為1atm時，MgO-C的開始反應(yīng)溫度為1870℃，而當(dāng)PMg和PCO分別降至0.001atm時，MgO-C的開始反應(yīng)溫度則降低為1248℃。
MgO-C反應(yīng)體系是一個三元素(C，Mg，O)五組分(C，CO，O2，Mg，MgO)的體系，體系的獨(dú)立反應(yīng)僅有(5?3)=2個。若取2MgO(s)=2Mg(g)+O2(g)及MgO(s)+C(s)=Mg(g)+CO(g)為獨(dú)立反應(yīng)，當(dāng)T=1600oC時，有：
上述方程組中含有三個未知數(shù)，必須還有一個方程才能解出。
在封閉體系中，由于碳過剩，氧壓很低，故與pCO及pMg相比，可忽略不計(jì)，且反應(yīng)體系中的Mg和CO都是通過反應(yīng)MgO(s)+C(s)=Mg(g)+CO(g)產(chǎn)生的，即：
解(7-15)~(7-17)方程組，可得pMg=pCO=8.22×10-3MPa，PO2=3.71×10-16MPa。
對于一個敞開體系，在碳過剩的條件下，氣氛中的CO壓力接近于大氣壓，即，pCO=1atm。這時，如果取2Mg(g)+O2(g)=2MgO(s)及2C(s)+O2(g)=2CO(g)兩個反應(yīng)為基本反應(yīng)，則可得如下三個方程：
在這個體系內(nèi)有三個主要?dú)庀啵?，Ca，Mg和CO。在溫度一定的條件下，若求出其各自得平衡分壓PCa，pMg和pCO，除了上述的式(7-22)和式(7-24)之外，尚需另一個方程式。
由反應(yīng)(7-21)及(7-23)可知，1mol碳和1mol氧化鎂或者1mol氧化鈣反應(yīng)生成1mol一氧化碳及1mol鎂蒸氣或1mol鈣蒸氣。所以，體系中一氧化碳的分壓PCO應(yīng)等于鎂蒸氣壓PMg和鈣蒸氣壓PCa之和，即：
根據(jù)以上三式，可計(jì)算出各溫度下的PMg， PCa和pCO ，所得結(jié)果列于表7-3中。需要說明的是，在計(jì)算中認(rèn)為白云石為MgO和CaO的單純混合物，且它們的活度都等于1。
在堿性耐火材料中，除了CaO之外，常常還含有SiO2雜質(zhì)。因此，在實(shí)際計(jì)算中有時還必須考慮SiO2的影響。在MgO-CaO-SiO2-C體系內(nèi)，可能發(fā)生的反應(yīng)有：
在MgO-CaO-SiO2-C體系內(nèi)，MgO、CaO和C 主要是以純固態(tài)形式存在，因此它們的活度為1。但是，SiO2則多是以化合物或固溶體的形式存在的，因此其活度不等于1。根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果，在1600℃下，MgO–CaO–SiO2體系中SiO2的活度為0.17。如果認(rèn)為在所討論的溫度范圍內(nèi)沒有太大的變化。于是有：
反應(yīng)式(7-29)、(7-30)以及(7-31)表明，1mol碳和1molMgO或1molCaO或1molSiO2反應(yīng)將分別生成1molCO和1molMg或1molCa或1molSiO2。因此，如果在此體系內(nèi)3個反應(yīng)都發(fā)生，CO的mol數(shù)一定等于Mg、Ca、SiO的總mol數(shù)。而體系內(nèi)的氣相分壓又與氣體的mol數(shù)成比例，故有：
由平衡常數(shù)Kp與溫度的關(guān)系式，可以求出不同溫度下的K7-29、K7-30以及K7-31。將這些值代入上式，即可求得不同溫度下的pco。由pco就可以算出不同溫度下的pMg、PCa和pSiO。其計(jì)算結(jié)果如表7-4所示。
由表可以看出，在1760℃時，反應(yīng)產(chǎn)物的總壓將達(dá)到1個大氣壓。這說明當(dāng)溫度高于1760℃時，MgO-CaO-SiO2-C體系內(nèi)自耗反應(yīng)將很激烈的進(jìn)行。另外，由于SiO2的活度小，故SiO的分解壓是比較小的，但是當(dāng)SiO2的活度很大時，SiO的分壓就會增大。
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