分子相互作用体积模型在真空蒸馏分离铅锡合金中的应用

运用分子相互作用体积模型(MIVM),结合Pb、Sn的无限稀活度系数γ∞Pb、γ∞Sn,通过牛顿迭代法计算出参数Bij和Bji,利用参数Bij和Bji计算Pb-Sn合金中Pb、Sn的活度系数γPb,γSn.并利用γPb,γsn进一步计算出Pb-Sn合金中Pb的分离系数βPb,结果表明βPb(》)1,Pb、Sn能够彻底地分离.同时用γPb,γsn绘制出气液相平衡图,结果表明,900℃、液相中锡含量为85％时,气相中含锡仅为0.008％.以上热力学分析表明,Pb、Sn能够通过真空蒸馏实现良好分离.进一步实验验证结果表明,900℃、20 min条件下,液相中含锡为85％时,气相中含锡为0.112％,实验结果与预测结果吻合较好.此研究为真空蒸馏分离Pb-Sn合金提供了很好的理论依据和实验基础数据.     

MIVM在真空蒸馏分离锡锌合金中的应用及实验研究

基于分子相互作用体积模型,首先使用牛顿迭代法结合Sn、Zn的无限稀活度系数γ∞Sn、γ∞Zn计算得出对势能相互作用参数Bij和Bji,并利用Bij和Bji计算Sn-Zn二元系的活度aSn、aZn,并将理论计算值与实验值进行对比分析,最后计算得到Sn-Zn合金真空蒸馏过程中的气液相平衡组成.结果表明:活度计算值和实验值吻合较好;蒸馏温度为1073 K,液相中含锡量为90％时,气相中含锡仅为0.00001％,Sn-Zn合金能够通过真空蒸馏实现良好分离.进一步实验验证结果表明,蒸馏温度1073K、恒温时间100 min,15 Pa条件下,液相中含锡为90％时,气相中含锡为0.002％,实验结果与预测结果吻合较好.此研究为真空蒸馏分离Sn-Zn合金提供了可靠的理论依据及预测模型.     

分子相互作用体积模型在真空蒸馏分离Pb-Bi二元合金中的应用

在分子相互作用体积模型基础上,采用牛顿迭代方法同时结合Pb-Bi二元合金体系的无限稀活度系数实验数据γ∞计算对势能相互作用参数Bij,Bji;然后使用参数Bij,Bji计算Pb-Bi二元合金体系的活度系数γ,并与实验值进行了比较分析;利用活度系数γ进一步计算Pb-Bi二元合金体系的分离系数,且同时计算Pb-Bi的气液相平衡组成。气液相平衡计算结果表明:Pb-Bi体系中的组元不能通过一次真空蒸馏实现完全分离。分子相互作用体积模型用于预测二元合金体系的活度及真空蒸馏分离效果具有很高的可靠性,为真空蒸馏分离Pb-Bi二元合金提供了良好的理论依据。     

利用MIVM模型预测冶金级硅真空精炼过程杂质的挥发特性

运用分子相互作用体积模型预测了二元硅基熔体中Zn、Sb、Mg、Mn、Cu和Sn的活度系数.结合模型所得的对势能相互作用B参数和活度等热力学数据,计算了硅与各杂质元素形成的二元系蒸发系数和挥发速率,绘制出了硅基合金蒸馏过程中的气液相平衡图。研究结果表明,模型所预测的活度值与实验值吻合很好,真空精炼有利于Sb、Zn、Mg从硅熔体中分离,而Mn、Cu、Sn难以分离。硅中的各杂质的蒸发行为受其活度和温度的联合控制。本文通过对冶金硅中杂质挥发性质的研究,为真空提纯冶金级硅提供了可靠的理论依据。     

Sb,Bi 元素对 Sn-22 Sb 高温钎料合金组织的影响

目的研究Sb和Bi元素对Sn-22Sb钎料显微组织的影响。方法制备了(Sn-22Sb)-xBi和Sn-xSb钎料合金,并分别采用差热分析和X射线衍射仪,分析了材料的熔化特征和物相。结果结果表明:Sn-22Sb钎料合金主要由灰色的β-Sn和白色块状的Sb2Sn3构成;少量的Bi使得Sn-22Sb钎料合金中Sb2Sn3金属间化合物逐渐细化和均匀化,数量却急剧增加;大量添加Sb后,使得Sn-22Sb钎料合金几乎全部变为粗大的块状β-SnSb组织,钎料合金的开始熔化温度有所提高。结论通过添加其他合金元素,降低Sn-50Sb钎料液相线温度,使其有望应用于二次回流焊。     

(Mg2Si1-xSbx)0.4-（Mg2Sn）0.6固溶体合金的制备及热电输运特性

以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料,采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6(0≤x≤0.0625)系列固溶体合金.结构及热电输运特性分析结果表明:当Mg原料过量8wt%时,可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失,形成单相(Mg2Si1-xSbx)0.4-(Mg2Sn)0.6固溶体.烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大;电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大,当样品中Sb掺杂量x≤0.025时,样品电阻率呈现出半导体输运特性,Sb掺杂量x>0.025时,样品电阻率呈现为金属输运特性.Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大;热导率κ在Sb掺杂量x≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低,在Sb掺杂量x>0.025时高于未掺杂样品的热导率,但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率.实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率,提高中温区Seebeck系数绝对值;其中(Mg2Si0.95Sb0.05)0.4-(Mg2Sn)0.6合金具有最大ZT值,并在723 K附近取得最大值约为1.22.     

无铅焊料Sn-Ag-Sb系列合金的研究与开发

采用均匀设计方法对Sn-Ag-Sb系无铅焊料合金进行合金设计,并对其焊料合金进行了熔点、剪切强度及微观组织等研究分析,结果表明:Sb的加入,对Sn-Ag-Sb系合金熔点下降的影响较小,Ag、Sb在Sn基体中形成Ag3Sn和SbSn相,形成良好弥散强化,因此使得焊料合金具有较高的机械强度.     

Sb对Mg-3Sn-1.5Al-1Zn-1.2Si合金组织性能的影响

在熔炼过程中以单质形式加入Sb,研究了0~1.8%(质量分数,下同)范围内不同含量的Sb对Mg-3Sn-1.5Al-1Zn-1.2Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Sb能与Mg基体优先生成Mg3Sb2相,加入1.0%的Sb对Mg2Si相的汉字状结构变质作用显著,Mg2Si中的Si能与Sn发生取代反应,生成富Sn的Mg2(Si,Sn)。随着Sb的增加,铸态合金和挤压态合金的延伸率逐渐减小,而抗拉强度呈现先增加后降低的趋势,塑性和强度的最佳配合点约为1.0%,Sb含量的增加有利于改善Mg-3Sn-1.5Al-1Zn-1.2Si合金的耐热性能。     

Sb对Mg-3Sn-1.5Al-1Zn-1.2Si合金组织性能的影响

在熔炼过程中以单质形式加入Sb,研究了0~1.8%(质量分数,下同)范围内不同含量的Sb对Mg-3Sn-1.5Al-1Zn-1.2Si合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Sb能与Mg基体优先生成Mg3Sb2相,加入1.0%的Sb对Mg2Si相的汉字状结构变质作用显著,Mg2Si中的Si能与Sn发生取代反应,生成富Sn的Mg2(Si,Sn)。随着Sb的增加,铸态合金和挤压态合金的延伸率逐渐减小,而抗拉强度呈现先增加后降低的趋势,塑性和强度的最佳配合点约为1.0%,Sb含量的增加有利于改善Mg-3Sn-1.5Al-1Zn-1.2Si合金的耐热性能。     

Al含量对Zn-xAl-4Sb合金平衡凝固组织的影响

利用SEM、EDS、XRD研究了不同Al含量的Zn-xAl-4Sb(x=0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0)合金在炉冷条件下(冷却速度0.04℃/s)的凝固组织,探讨了Al和Sb以Zn-Al-Sb三元中间合金加入锌液的可能性.结果表明:合金中的Al优先与Sb生成AlSb相;当Al含量小于1.0%时,随着Al含量的增加,合金中AlSb相的量增加,β-Sb3Zn4相逐渐减少;当Al含量为1.0%时,β-Sb3Zn4相消失,合金组织为Zn基体上分布AlSb相;当Al含量大于1.0%时,合金中出现Zn-Al共晶,且共晶的量随Al含量的增加而增多;用Zn-Al-Sb室温下等温截面的富锌角表示了Zn-xAl-4Sb体系的室温相组成.因Al和Sb形成高熔点AlSb相,很难在锌液中溶解,故Al和Sb不宜以Zn-Al-Sb三元中间合金的方式加入.