真空熔炼以及热力学原理

真空熔炼以及热力学原理一些金属化学活性强，在大气下熔炼时会急剧氧化或氮化，形成大量夹渣，以致难于进行压力加工变形成材；一些金属熔点非常高，在极高温度熔化时也会吸气氧化。只有采取真空熔铸才能避免氧(氮)化夹渣、保证产品质量。真空熔炼的突出优点是，杂质易挥发、除气效果好、脱氧能力强。部分氧化物或氮化物能被热分解，一些在大气条件下不能进行的化学反应也可能发生。随着真空度的提高，熔体越纯净，含气量越少，氧化夹渣少、尺寸越细小，冶金缺陷越少。故而不但是提炼高纯金属如原子能用高纯钡、铪、钒、钍的主要方法，而且可以用于热还原高活性金属钙等金属，以及熔炼钛、锆等活性金属，钨、钼、钽、铌等难熔金属。此外，电真空用铜、镍合金也是采用这种方法熔炼的。从热力学角度看，在低压条件下由于气体分子密度低，气体遵守理想气体定律，各种反应焓与压力的关系可以忽略不计，也就是说焓等于热容，反应的驱动力可用自由焓来度量。然而，在真空熔炼过程中却有所不同：因为反应是在不断地抽气的低压下进行的，气体产物会不断地、随时地被抽走，使反应不可能维持平衡，这对除气、挥发及一切有气体产物的反席讨程极为有利