电冶金过程中熔融FeO中离子电化学输运模拟研究

• 作者: 刘顺娣 李宝宽 于洋 韵晨成 欧海彬
• 来源期刊: 铁合金
• 关键词: 数值模拟 Poisson-Nernst-Planck方程 电势 法拉第反应 亚铁离子
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 试验研究
• 页码范围: 25-29
• 页数: 5页
• 分类号: TF61
• 语种: 中文
• DOI: 10.16122/j.cnki.issn1001-1943.2021.02.006

摘要

介绍了在离子输运和电化学反应理论基础上,建立了二元对称电解质FeO电化学输运的数值模型,模型包括两个平行平板电极和熔融FeO电解质.采用有限体积法对无量纲Poisson-Nernst-Planck方程和非线性Butler-Volmer方程进行求解,模拟离子的电迁移和扩散行为.同时分析了稳态电解质内的离子浓度、电荷密度和电势的变化.研究表明:受外加电压的影响,O2-向阳极迁移.Fe2+因参与法拉第反应,在阴极积累.当外加电压分别为0.1 V、0.2 V、0.3 V时,X=0.05 mm处的电势分别为-0.029 V、-0.016 V、-0.006 V.随着外加电压的增大,电极附近的电势梯度逐渐增大,阴极和阳极电荷密度差值也逐渐增大.