The prediction of thermodynamic properties and phase equilibria of an oxide system can plays an important role in the development and understanding of metal1urgical, ceramic and geological processes. The thermodynamic databases, developed by a critical evaluation and optimization of all existing thermodynamic properties and phase diagram, can help in understanding the reaction mechanism in various industrial processes more clearly and in developing new technology for various industries. As part of a large thermodynamic database development for steelmaking applications, all solid and liquid phases of Ca-Mg-Mn-O system were critically evaluated and optimized in the present study. The optimization of all systems in this study is self-consistent with thermodynamic principles. All the binary and ternary system have been critically evaluated and optimized based upon available phase-equilibrium and thermodynamic data. All thermodynamic models for each solutions used in this study were developed on the basis of their structure. In this way, the configurational entropy of solution can be taken into account properly in the Gibbs energy of solution. The molten oxide was modeled by the Modified Quasichemical Model, which takes into account short-range ordering of second-nearest-neighbor cations in the ionic melt. Extensive solid solutions such as spinel were modeled within the framework of the Compound Energy Formalism with consideration of their complex sublattice crystal structures. Other solid solutions such as monoxide were modeled using random mixing of ions on cation sites using a polynomial expansion of the excess Gibbs energy. All the thermodynamic calculations in the present study were carried out using FactSageTM thermodynamic software. / La prédiction des propriétés thermodynamiques et des équilibres de phases d'un système d'oxydes peut jouer un rôle important dans le développement et la compréhension de processus metal1urgiques, céramiques et géologiques. Les bases de données thermodynamiques, mises au point par une évaluation critique et l'optimisation de toutes les propriétés thermodynamiques et diagrammes de phase existants, peut aider à comprendre plus clairement les mécanismes de réaction impliqués dans plusieurs procédés industriels et aider à développer de nouvelles technologies pour diverses industries. Dans le cadre du développement d'une grande base de données thermodynamiques pour des applications sidérurgiques, toutes les phases solides et liquides du système Ca-Mg-Mn-O ont été évaluées de façon critique et optimisées dans la présente étude. L'optimisation de tous les systèmes est en accord avec les principes thermodynamiques. Tous les systèmes binaires et ternaires ont été évalués de façon critique et optimisés en utilisant toutes les données thermodynamiques et d'équilibre de phase disponibles. Tous les modèles thermodynamiques employés pour chacune des solutions utilisées dans cette étude ont été élaborées sur la base de leur structure. De cette façon, l'entropie de configuration de la solution peut être correctement prise en compte dans l'énergie de Gibbs. La phase liquide fut modélisée avec le Modèle Quasichimique Modifié qui tient en compte dans le liquide de la mise en ordre locale des cations qui sont les deuxièmes voisins les plus proches. Des solutions solides, telles que le spinelle, ont été modélisés avec le Formalisme de l'Énergie des Composés en tenant compte de la structure cristalline complexe de leur sous-réseau. D'autres solutions solides telles que le monoxyde ont été modélisés en utilisant un mélange aléatoire des ions sur les sites cationiques et un polynôme pour l'énergie de Gibbs. Tous les calculs thermodynamiques de la présente étude ont été réalisés en utilisant le logiciel thermodynamique FactSageTM.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.119743 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Panda, Sourav |
| Contributors | In-Ho Jung (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Mining and Materials) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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