Estudio termodinámico del sistema SiO2-NiO-Cu2O

Abstract

En el presente trabajo, se llevó a cabo una evaluación de las propiedades termodinámicas y diagramas de fase de los sistemas NiO-SiO2, Cu2O-SiO2 y SiO2- NiO-Cu2O mediante la aplicación del modelo estructural de escorias para la fase líquida. Este modelo termodinámico considera que cada óxido metálico produce una reacción de depolimerización de la red de SiO2 involucrando un cambio en la energía libre de Gibbs del sistema. Un programa que lleva a cabo una optimización por mínimos cuadrados, permite que todos los datos termodinámicos y diagramas de fases sean optimizados simultáneamente para los sistemas binarios. De esta forma, los datos de estos sistemas binarios han sido analizados y representados con un número pequeño de parámetros de ajuste. El modelo estructural para sistemas binarios se extrapoló para sistemas ternarios considerando una mezcla aleatoria de cationes Cu+ y Ni2+, debido a que los sistemas binarios Cu2OSiO2 y NiO-SiO2 presentan comportamientos termodinámicos distintos, el sistema ternario SiO2- NiO-Cu2O se propone como diagrama de fase tentativo.

Translated abstract

In this work, the evaluation of the thermodynamic properties and phase diagrams of the NiO-SiO2, Cu2O-SiO2 and SiO2- NiO-Cu2O systems is presented in which a structural model is used for the liquid phase. This thermodynamic model is based on the assumption that each metallic oxide produces the depolymerization reaction of silica network with a characteristic Gibbs free energy change. A least squares optimization program permits all available thermodynamic and phase diagram data to be optimized simultaneously for the binary systems. In this manner, data for these binary systems have been analyzed and represented with a small number of parameters. The binary structural model is extended to the ternary system assuming a random mixing of cations Cu+ and Ni2+, since the Cu2O-SiO2 and NiO-SiO2 binary systems exhibit dissimilar thermodynamic behavior, the SiO2- NiO-Cu2O ternary system is proposed as a tentative phase diagram.