Cu-In体系的热力学优化

评估了Cu-In体系的相平衡和热力学实验结果,并对体系进行了热力学优化。采用替代模型描述体系的液相和富铜固溶体相,双亚晶格模型描述线性化合物相,三亚晶格模型描述非线性化合物相,结合选取合理的实验数据,优化得到Cu-In体系各相的热力学参数,用优化结果计算的相图以及热力学性质与实验结果吻合。     

Bi-Te二元体系的热力学优化

在综合评估Bi-Te体系实验数据的基础上,结合第一性原理方法计算的各中间化合物的摩尔形成焓,采用CALPHAD方法优化和计算该二元合金体系的平衡相图。液相采用置换式溶体溶液模型,对于化学计量比中间化合物Bi_7Te_3、Bi_2Te_3以及具有较大固溶度的中间相Bi_2Te、BiTe,分别采用Neumann-Kopp规则以及双亚点阵模型描述其热力学函数。通过优化,得到一组合理自洽的热力学参数,并利用该热力学参数计算相图。计算的相图与文献报道的实验信息吻合较好,计算的863 K下液相Bi的活度以及混合焓也与已有的热化学数据符合良好。     

水合物法高炉煤气脱除二氧化碳的热力学模型研究

提出了将水合物法应用于高炉煤气的脱碳提质.选择正四丁基溴化铵（TBAB）作为热力学促进剂,并基于Chen-Guo水合物热力学模型,对高炉煤气在TBAB溶液中水合物的生成压力进行计算预测.将模型用于含高炉煤气部分组分+TBAB体系的水合物的生成压力计算,计算结果与文献中实验值进行比较,平均相对误差在3 %~16 %左右;而对不同浓度组成的CO₂+CO+N₂+H₂+水体系的水合物生成压力的计算结果比较,平均相对误差在7.5 %~11.7 %左右;用压力探索法测得高炉煤气+TBAB体系水合物的相平衡实验数据,并与计算值进行比较,平均相对误差为16.6 %,表明模型在一定程度上可预测高炉煤气在TBAB溶液中水合物的相平衡条件.      

Be-Cr二元体系热力学优化

在评估现有文献实验相图数据的基础上,采用Calphad技术优化和计算了Be-Cr二元合金体系平衡相图.液相和端际固溶体相采用替换式溶体溶液模型,化学计量比中间化合物CrBe₂和CrBe₁₂采用Neumann-Kopp规则描述它们的热力学函数.利用优化所得的热力学参数计算相图,结果能很好地解释大部分实验数据.本工作还采用Miedema模型估算了中间化合物CrBe₂和CrBe₁₂的摩尔生成焓,并与热力学计算值比较,所得结果符合良好.      

Sn—In—Ag系焊料的热力学

不但通过试验，而且通过热力学模型对Ｓｎ－Ｉｎ－Ａｇ系无铅焊料进行了研究。根据得到的热力学和相平衡数据，完善了对Ａｇ－Ｉｎ和Ｉｎ－Ｓｎ两个二元系的热力学描述，并与已知的Ａｇ－Ｓｎ二元系相结合，得到完整的Ｓｎ－Ｉｎ－Ａｇ三元体系的热力学描述。得到的热力学参数作为凝固过程中温度的函数和扩散偏析的影响因数，用相关的相图和微观结构图模拟了合金的凝固过程。讨论了不同铁凝固过程及其与合金微观结构和机械性能的关系     

W-Zr体系的热力学优化

综合评估了W-Zr体系的实验结果。采用Redlich-Kister多项式描述体系液相、bcc和hcp相的过剩自由焓。利用第一性原理和德拜理论得到化合物W2Zr的自由焓，并结合选取合理的实验数据，优化得到W-Zr二元体系各相的热力学参数，用优化结果计算的相图与实验结果吻合较好。     

超临界二氧化碳和脂质体系相平衡计算

对超临界ＣＯ２和一旨质体系相平衡计算问题进行了研究，应用Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ状态方程及Ｐａｎａｇｉｏｔｏｐｏｕｌｏｓ和Ｒｅｉｄ混合规则，改进能量参数ａ（Ｔ）后，用于计算脂质和超临界ＣＯ２组成的二元和三元体系的相平衡，结果与实验数据拟合精度较好，对于一些复杂的混合物如大豆油脱自馏出物与超临界的ＣＯ２体系，简化成拟三元、四元等体系进行了计算，计算结果达到一定的精主     

Zr-Nb-O三元系的热力学优化

综合评估了文献报道的Zr-Nb-O三元系及其子二元系的相图及热力学信息。液相的Gibbs自由能采用离子亚晶格模型描述,固溶体相(α,β)和所有化合物(αZrO2,βZrO2,γZrO2,NbO,NbO2和Nb2O5)的Gibbs自由能都采用双亚晶格模型描述。用CALPHAD(CALculation ofPHAse Diagrams)技术,使用Pandat软件中的PanOptimizer优化模块,对Zr-O二元系进行了热力学优化,计算得到的相图和热力学性质与实验结果相吻合。应用优化的Zr-O二元系模型参数,结合Zr-Nb、Nb-O已有的热力学评估结果,对Zr-Nb-O三元系进行了热力学优化,得到了该体系的一套热力学模型参数。计算了Zr-Nb-O三元系在1273,1473和1773 K温度下的等温截面,与实验数据符合得较好。计算了若干该体系在富Zr区α+ββ的相转变温度,结果和实验测量也能较好地吻合。研究结果对建立多元锆合金热力学数据库,以及指导新型锆基合金材料的成分设计具有重要意义。     

CaO-SiO2-FeOx-MgO氧化物体系液相区及相关系计算

焚烧垃圾底灰的主要氧化物组分为SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3、Na2O和MgO,该六元体系相关系和热力学性质对于焚烧底灰渣化处理中玻璃相形成以及重金属低浸出具有重要影响.本文运用计算热力学理论及相图计算方法,对CaO-SiO2-FeOx-MgO四元氧化物体系的热力学性质进行了研究,获得了描述该四元系液相吉布斯自由能的模型参数,并依此计算了不同温度及氧分压下SiO2-FeOx-MgO、CaO-SiO2-FeOx和CaO-SiO2-FeOx-MgO体系液相区和高铁区域的相关系.计算结果表明温度及氧分压对上述3个氧化物体系的液相区及高FeOx区域的相平衡关系具有较大影响     

CaCl2-CaF2-CaO三元体系的相图计算

基于Calphad方法,首先对CaCl2-CaO、CaCl2-CaF2和CaO-CaF2体系进行了系统的热力学评估和优化。采用置换溶液模型来描述液相和固溶体相的吉布斯自由能,所有中间相因其固溶区域十分有限而近似处理成准化学计量比化合物,且其自由能依据Neumann-Kopp规则定义。其次,利用Muggianu溶液几何模型将优化获得的所有子二元系的模型参数扩展至CaCl2-CaO-CaF2三元体系。最后,对共晶点进行配样和差示扫描量热法（DSC）测试,通过引入三元交互参数使计算结果与试验数据一致,从而获得了一套自洽的CaCl2-CaO-CaF2三元体系热力学数据库。     

熔渣的化学统计热力学模型的应用

本文介绍了基于化学统计热力学的熔渣模型，模型考虑到多元氧化熔体由氧离子与其周围的阳离子组成的“晶胞”构成，并通过化学统计学热力学的推导，利用少量的二元氧化物系热力学参数计算复杂的三元及多元氧化物系的热力学性质，利用此模型，计算了钢中生成的氧化物夹杂的成分，计算与实验结果一致。     

FeS-PbS和PbS-ZnS二元系的热力学优化

采用ＲｅｄｌｉｃｈＫｉｓｔｅｒ多项式描述体系液相的过剩自由焓,根据试验相图和已知的热力学数据优化得到了ＦｅＳＰｂＳ和ＰｂＳＺｎＳ二元系的热力学参数。用优化结果计算的相图与试验测量值吻合较好。     

Al2O3-V2O5体系的热力学优化

在对Al₂O₃-V₂O₅体系相图、热力学数据以及晶体结构数据进行综述与评估的基础上，采用相图计算方法对Al₂O₃-V₂O₅体系进行热力学优化.液相采用修正的似化学模型进行描述，利用对近似处理液相中存在的短程有序.将液相模型的最大短程有序设置在AlVO₄处，将VO₄3-当作液相中V₂O₅的基本组成单元.体系中AlVO₄相看作线性化合物.计算结果很好的重现了选定的实验数据，获得了一套合理、可靠、自洽的模型参数用来描述体系中各相的热力学性质，为Al₂O₃负载V₂O₅型催化剂催化性能的提高打下坚实的基础.      

基于最小Gibbs自由能原理的铁氧化物气固还原热力学研究

基于最小Gibbs自由能原理建立了铁氧化物气固还原反应的热力学模型,由模型计算结果作出铁氧化物气固还原反应平衡图,与文献中实验数据吻合良好.与常用冶金学教材和热力学数据库中给出的参考数据进行了对比,不同来源的热力学数据差异较大.探究了铁氧化物逐级还原的热力学平衡情况.计算了CO和H₂混合气体还原铁氧化物的热力学平衡,推导了平衡时气体总利用率η_总的计算公式,作出了CO和H₂混合气体还原铁氧化物的三维平衡图,并与文献中实验数据对比,验证了结果的正确性.      

FeS—PbS和PbS—ZnS二元系的热力学优化

采用Ｒｅｄｌｉｃｈ－Ｋｉｓｔｅｒ多项式描述体系液相的过剩自由焓，根据试验相图和已知的热力学数据优化得到了ＦｅＳ－ＰｂＳ和ＰｂＳ－ＺｎＳ二元素的热力学参数。用优化结果计算的相图与试验测量值吻合较好。     

LiBr-TbBr3体系相图热力学评估

采用CALPHAD技术热力学评估、计算了LiBr-TbBr3体系在整个成分范围内的平衡相图,其中组元LiBr和TbBr3的热力学性质分别采用SGTE热力学数据库和作者近期的评估结果,LiBr-TbBr3体系的热力学数据则通过对已有相图、热力学实验数据的精确评估优化获得.计算结果与实验数据的比较表明,本工作建立的热力学数据能够很好地解释现有实验结果、具有较好的物理意义.     

扩展的似化学理论在二元熔渣体系中的应用

评述了适用于最大有序体系热力学优化分析的扩展似化学理论及优化方法,并利用该理论对6个二元熔渣体系不同温度下的组元活度值进行了计算,计算值与实验数据总平均相对误差分别为10.40%和6.34%,与实验数据吻合较好。该理论中所需参数ω及η可通过优化拟合实验数据得到,可调节性强、表达式简单实用,该理论在预测冶金熔渣的热力学性质方面具有较大优势。     

改进的KF模型在SiO2-CaO-MnO熔渣体系中的应用

基于KF模型和Gaye模型,得到改进的KF模型,并推导出三元体系的表达式。把该模型应用到三元SiO2-CaO-MnO熔渣体系,通过对二元系研究得到模型参数,从而可计算三元系中组元的活度。结果表明计算结果与实验结果的相对偏差分别为：SM＊nO1 823K=19.3%,SM＊nO1 773K=28.1%。表明该理论在SiO2-CaO-MnO熔渣体系的应用是可行的。     

有色金属合金相图的热力学分析

本文进行了合金 TD(热力学数据)和 FD 相图之间关系的简述。详细地阐述了 Le Chatelier-Schroder,van Laar—Bowen 和 Schottky 方程式在合金相图的热力学及几何热力学上的计算方法。并描述了合金中真实溶液、规则溶液的关系,以及它们的一些理论.总结了二元由 TD 确定三元 TD 的半经验公式。最后说明了用 TD 计算 FD 的方法。     

PEG-Rb2CO3-H2O三元体系的相平衡研究

采用自制的相平衡研究装置，测定了Rb2CO3-PEG-H2O三元体系在25，35，45℃ 3个温度及PEG1000，4000，10000 3个分子量下的等温平衡溶解度。用四参数方程w1=a＋bw2^0.5＋cw2＋dw2^2对体系的双液线进行了拟合，拟合结果较好。结果表明该体系的双液相区，随着体系温度的升高和聚乙二醇分子量的增加而增大。用Othmer-Tobias方程和Bancroft方程对体系结线的实验数据进行了关联，并给出了方程的参数，所有线性相关系数（R）均大于0．99；并用NRTL模型对其进行了拟合。论文给出的Rb2CO3-PEG-H2O三元体系的相平衡数据，不仅为溶液化学提供了基础热力学数据，而且为碳酸铷的分离纯化及生物物质的萃取提供了新的方法和依据。