Study of surface tension of inorganic melts based on their chemical composition and temperature

Estudio de la tensión superficial de fundidos inorgánicos en función de su composición química y temperatura

El artículo trata de la investigación de propiedades físico-químicas seleccionadas de fundidos inorgánicos con respecto al comportamiento de las superficies. Se aplicó un enfoque exploratorio para obtener datos originales que permitieran ampliar las bases de datos existentes sobre las propiedades de los materiales. La investigación propiamente dicha se realizó sobre una serie de muestras de fundidos oxídicos obtenidos mediante adiciones incrementales de CaO. La temperatura fue otro criterio de observación de los cambios de las propiedades de los sistemas investigados. Los datos obtenidos que describen su comportamiento macroscópico se interpretarán a continuación sobre la base de los análisis de difracción de rayos X realizados y las teorías publicadas sobre las estructuras de los fundidos iónicos.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad, los científicos carecen de conjuntos completos de información que describen los procesos heterogéneos a altas temperaturas, ya que los datos parciales sólo pueden obtenerse con dificultades. A pesar de ello, el conocimiento de las regularidades físico-químicas en los sistemas oxídicos policomponentes fundidos es esencial para muchas disciplinas [1-3]. Aunque se han desarrollado numerosos modelos para el cálculo de sus propiedades, el carácter de los resultados obtenidos es más bien aproximado y su campo de aplicación limitado [4]. Muchos autores han formulado su concepto de posible distribución de partículas. Las teorías "WSM" [5] y Pretnar [6] parecen ser fundamentales. Suponen en la masa fundida macromoléculas de silicato asociadas con diferente grado de complejidad.

Los modelos de Gaskel [7] y Baes [8] desarrollan además teorías sobre la aparición de cadenas y son casi inaplicables en la práctica debido a la ausencia de datos de entrada. Butler [9], basándose en la actividad de los componentes en las fases superficial y volumétrica, ha obtenido una ecuación semiempírica para calcular la tensión superficial de un sistema binario. Tanaka [10] ha modificado aún más la ecuación de Butler para sales fundidas. Los autores de los trabajos [11, 12] han modificado este modelo para los fundidos oxídicos policomponentes. El modelo de Choi [13] puede aplicarse a sistemas ternarios con solubilidad limitada.

A pesar de ello, ninguno de los modelos existentes puede cubrir el extenso intervalo de temperatura de formación de los fundidos de policomponentes oxídicos que consisten en la fusión y disolución de los componentes de entrada de la mezcla heterogénea acompañada de muchas reacciones químicas. Por esta razón, el trabajo presentado se ocupa del estudio experimental y el análisis de la tensión superficial de los sistemas de escoria de policomponentes con el fin de aproximar las relaciones mutuas de los parámetros investigados con los cambios químicos y estructurales.