阅读说明：本技术 一种高温氧化物熔体自由基的测定方法 (Method for measuring free radicals of high-temperature oxide melt ) 是由 黄奥 李昇昊 顾华志 付绿平 张美杰 于 2020-12-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种高温氧化物熔体的自由基测定方法,首先将待测的氧化物粉体按质量等分成两份,分别置于两个相同的截面为多边形的刚玉坩埚中并捣实,将所述两个刚玉坩埚均置于高温炉中,然后升温至1600℃以上,分别保温不同时间后淬冷；测量所述经不同时间保温的氧化物熔体在所述刚玉坩埚各个角处的相对平均高度差,若存在高度差则表明所述氧化物熔体在高温过程中产生了自由基,高度差越大表明该氧化物熔体在高温过程中产生自由基的越多。本发明提供的方法能测定高温氧化物熔体中的自由基,具有流程简单和易于操作的特点。(The invention discloses a free radical determination method of a high-temperature oxide melt, which comprises the steps of dividing an oxide powder to be determined into two parts according to the mass equal parts, respectively placing the two parts into two same corundum crucibles with polygonal cross sections, tamping, placing the two corundum crucibles into a high-temperature furnace, then heating to over 1600 ℃, respectively preserving heat for different time, and quenching; and measuring the relative average height difference of the oxide melt subjected to heat preservation at different time intervals at each corner of the corundum crucible, wherein the height difference indicates that the oxide melt generates free radicals in the high-temperature process, and the larger the height difference indicates that the oxide melt generates more free radicals in the high-temperature process. The method provided by the invention can be used for measuring the free radicals in the high-temperature oxide melt, and has the characteristics of simple process and easiness in operation.)

一种高温氧化物熔体自由基的测定方法

技术领域

本发明属于高温熔体技术领域，具体涉及一种高温氧化物熔体的自由基测定方法。

背景技术

在火法冶金过程中，熔渣既是其必然产物，又对冶金工艺及其产品品质具有重要影响。冶金熔渣类型较多，体系成分复杂，但主要是由各种氧化物如 CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、FeO、Fe₂O₃、MnO等组成的高温熔体。目前，熔渣结构理论主要有四种，分别为分子结构理论、离子结构理论、离子—分子共存理论和聚合物理论。本研究发现，CaO-Al₂O₃系氧化物熔体在高温下会产生自由基，然而，现阶段对自由基测定主要采用电子顺磁共振仪，基于自由基总磁矩的绝大部分(99％以上)的贡献来自电子自旋，直接检测物质原子或分子中所含的不配对电子，但仅在低温和常温等条件下开展检测，难以进行高温下氧化物熔体的自由基测定。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种流程简单、易于操作的氧化物高温熔体的自由基测定方法。

本发明所采用的技术方案具体为：

将待测的氧化物粉体按质量等分成两份，分别置于两个相同的截面为多边形的刚玉坩埚中并捣实，将所述两个刚玉坩埚均置于高温炉中，然后升温至1600℃以上，分别保温不同时间后淬冷；测量所述经不同时间保温的氧化物熔体在所述刚玉坩埚各个角处的相对平均高度差，若存在高度差则表明所述氧化物熔体在高温过程中产生了自由基，高度差越大表明该氧化物熔体在高温过程中产生自由基的越多。

进一步地，所述刚玉坩埚的截面为正三角形、正方形、正五边形或正六边形。

进一步地，所述保温时间为0.1-10小时。

进一步地，所述两个刚玉坩埚的保温时间差值为0.5-2小时。

进一步地，所述坩埚的高度≥所述坩埚内氧化物熔体高度的3倍。

进一步地，所述刚玉坩埚中的Al₂O₃含量为≥99.5wt％，体积密度≥3.8 g/cm³。

氧化物混合体在高温作用下化学键断裂速度非常快，可能发生均裂并生成自由基，如CaO离子键高温作用下发生均裂生成·Ca·和O，·其与刚玉坩埚中的Al₂O₃会产生自由基反应，释放化学能推动正三角形的刚玉坩埚的边角处的熔体显著上升，氧化物熔体中的自由基越多，其熔体上升高度越高，进而能够进行氧化物熔体的自由基测定。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明能进行高温氧化物熔体中的自由基测定，具有流程简单和易于操作的特点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述：

实施例1

本实施例中将待测的含50wt％氧化钙、35wt％氧化铝和15wt％氧化硅的氧化物混合粉体按质量等分成两份，分别置于两个相同的截面为正三角形的刚玉坩埚中并捣实，将这两个刚玉坩埚均置于高温炉中，然后升温至1600℃分别保温0.1小时和0.6小时后淬冷，测量保温不同时间的两个刚玉坩埚中的氧化物熔体在刚玉坩埚三个角处的相对平均高度差约为4mm，表明该氧化物熔体在高温过程中产生了自由基。

在本实施例中，所述坩埚的高度为所述坩埚内氧化物熔体高度的3倍；所述刚玉坩埚中的Al₂O₃含量为99.5wt％，体积密度3.8g/cm³。

本实施方式能进行高温氧化物熔体中的自由基测定，具有流程简单和易于操作的特点。

实施例2

本实施例中将待测的含40wt％氧化钙、40wt％氧化铝和20wt％氧化硅的氧化物混合粉体按质量等分成两份，分别置于两个相同的截面为正方形的刚玉坩埚中并捣实，将这两个刚玉坩埚均置于高温炉中，然后升温至1800℃分别保温8小时和10小时后淬冷，测量保温不同时间的两个刚玉坩埚中的氧化物熔体在刚玉坩埚三个角处的相对平均高度差约为15mm，表明该氧化物熔体在高温过程中产生了自由基，且该氧化物熔体在高温过程中产生的自由基较多。

在本实施例中，所述坩埚的高度为所述坩埚内氧化物熔体高度的4倍；所述刚玉坩埚中的Al₂O₃含量为99.8wt％，体积密度4.0g/cm³。

在其他实施方式中，所述刚玉坩埚的截面还可以为正五边形、正六边形或其他对称多边形。

应该指出，上述详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语均具有与本申请所属技术领域的普通技术人员的通常理解所相同的含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请所述的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。