熔盐相图计算的现状和展望

本文简要阐明了相图计算的原理和主要数值计算方法。相图计算的关键之一是确定体系中各相的过剩摩尔自由能,因而侧重评述了预示熔盐溶液相的过剩摩尔自由能的理论模型和几何方法及其进展。指出了计算的意义和局限性,阐明了理论计算相图与实验测定相结合是构筑熔盐相图的最佳方法。     

熔盐系相图特征检索和预报专家系统

以化学键参数作为人工神经网络的输入,实测相图数据为输出,将采用误差反向传播算法训练好的神经网络用于对未知相图作计算机预报,将数据库与知识库相结合,设计和开发出了一个检索和预报二元及部分三元熔盐系相图特征的专家系统。该数据库包括各类已知熔盐相图特征的实验数据及熔盐系各种元素的化学键参数,而知识库为训练好的人工神经网络,通过人机对话形式提供相图特征的各种信息。给出了３个实际应用例子,对预报结果进行的实验验证表明该专家系统对未知相图特征的预报是可靠的。     

新型Mg-Gd-Y合金富镁角的相图计算及实验测定

用相图计算软件Pandat计算了Mg-Gd-Y合金的液相面投影图、室温(25℃)的等温截面图、Mg-xGd-2Y和Mg-xGd-7Y合金系的垂直截面图,并选取了Mg-5Gd-2Y和Mg-1Gd-7Y两种合金,通过相图计算与实验验证相结合的方法对合金的相平衡及凝固过程进行了研究.用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪及示差扫描量热仪对该合金的室温平衡相组成及凝固过程的相变温度点进行了验证.结果表明,相平衡热力学计算结果与实验结果吻合,Mg-5Gd-2Y合金的凝固顺序为L-L α-Mg-α-Mg Mg5Gd-α-Mg Mg24Y5 Mg5Gd;Mg-1Gd-7Y合金的凝固顺序为L--L α-Mg-α-Mg Mg24Y5--α-Mg Mg24Y5 Mg5Gd,两合金的室温平衡组织均为α-Mg Mg24Y5 MgM5Gd.     

三元熔盐系NaCl-CaCl_2-SrCl_2的热力学性质和相图的计算机计算

本文利用 CaCl-SrCl_2相图中,固相有一个溶解间断区(miscibility gap)的信息,用亚正规溶液模型计算了该二元系液相和固相的 Gibbs 自由能.运用 Toop方程的变通式即最近 Hillert.M.提出的新的非对称方法,由组成 NaCl-CaCl_2-SrCl_2三元系的二元系热力学性质预示了该三元系液相的 Gibbs 自由能,进而用计算机计算了三元液相中各组元的偏克分子 Gibbs 自由能和活度系数.由三元液相中组元 NaCl,CaCl_2和 SrCl_2的过剩偏克分子 Gibbs 自由能,根据相平衡原理,用计算机计算了该三元系的相图.计算结果对于钠电解的实践和盐湖资源的综合利用有实际意义.亚正规溶液模型和新的非对称方法可望适合于计算一系列有潜在重要性的电荷不对称熔盐体系的相图.如对 Na,Ti,Mg,Ce 电解及熔融氯化脱水制取无水氯化镁有实际意义的 NaCl-CaCl_2-BaCl_2,NaCl-SrCl_2-BaCl_2,NaCl-CaCl_2-MgCl_2,KCl-CaCl_2-MgCl_2,KCl-NaCl-CeCl_3等三元相图.     

若干熔盐相图三元中间化合物的形成规律及其实验验证

运用化学键参数与模式识别或人工神经网络相结合，研究若干熔盐相图中三元化合物的形成规律和形成判据。在此基础上，预报若干未知熔盐相图，结果表明ＣｓＣｌ和ＭｎＳＯ_４间有１：１化合物，经合成、Ｘ射线分析和相图测量，证实ＣｓＣｌ·ＭｎＳＯ_４存在。     

KPO3—MoO3熔盐相图

用目测变温法及差热分析法测定了KPO3－MoO3体系熔盐相图，发现该体系生成两个化合物，它们的化学计量式分别为3KPO3·MoO3和KPO3·MoO3，经X射线衍射及Raman光谱分析得到进一步证实。     

Ni-Cr-Re三元系相图的试验测定和优化计算

采用平衡合金法制备了Ni-Cr-Re 三元系合金试样,并用能谱仪测定了1373 和1473 K的平衡相成分.结合前人的试验结果,运用CALPHAD方法,基于相平衡数据和第一性原理计算结果,优化了Ni-Cr-Re三元系1373、1425、1473 和1573K4 个等温截面,建立了合理自洽的Ni-Cr-Re三元系热力学数据库.     

Nacl—Bacl2—Srcl2三元熔盐相图的计算

本文运用作者提出的从三个对应的二元系的热力学性质预示三元溶液的热力学性质的新对称几何模型,推导得到三元溶液中三个组元的偏摩尔热力学性质的数学表达式。进而将这一结果应用于NaCl-BaCl_2-SrCl_2三元熔盐相图的计算中,得到此三元系的液相析出面及若干等温截面。计算所得结果与实测结果偏差小于5℃,说明此模型在一些熔盐体系中有较好的适用性。     

Au-Pd-Zr合金的相图计算及实验验证

利用相图计算软件Pandat计算了Au-Pd-Zr合金的液相面投影图、室温(25℃)的等温截面图、xAu-xPd-Zr合金系的垂直截面图,同时选取了36Au-36Pd-28Zr(at%)合金,基于相图计算与实验验证相结合的方法,研究了该合金的相平衡以及凝固过程。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪对该合金的室温平衡相组成进行了验证。结果表明,相平衡热力学计算结果与实验结果比较吻合,36Au-36Pd-28Zr合金的凝固顺序为:L→L+Pd3Zr→L+Pd3Zr+ZrAu2→Pd3Zr+ZrAu2+ZrAu3。     

铸造Fe-Cr-B-Al合金相图计算及实验验证

利用相图计算软件Thermo-Calc计算并绘制了不同Al含量的Fe-10%Cr-B-x Al-C五元体系的垂直截面图,900℃平衡状态下组织中各相随Al含量的定量变化趋势图以及Fe-10%Cr-1.5%B-2%Al-0.3%C合金的平衡凝固过程图。选取了Fe-10%Cr-1.5%B-2%Al-0.3%C、Fe-10%Cr-1.5%B-4%Al-0.3%C两个成分的合金进行实验研究。利用DSC对合金的相变温度点进行检测,利用SEM-EDS、光学显微镜及XRD对不同相区的组织组成进行分析。结果表明:计算相图与实验测定结果无论是在相成分还是在相变温度上基本吻合,这也证明了Thermo-Calc计算软件中关于Fe-Cr-B-Al合金的热力学数据比较可靠,可以用来指导合金的成分及热处理工艺的设计。     

NaF-CaCl_2-LiCl系熔盐相图的研究

用目测变温和X射线相分析,研究了NaF-CaCl_2-LiCl系熔盐相图.在此基础上估算了熔盐的正负偏差,并对其结果进行了讨论. 熔盐相图,除在研究各种熔盐性质及相互作用方面有重大意义外,还有许多实际应用价值.     

BaB_2O_4-BaF_2相图的测定和计算SCIEI

为寻求生长β-BaB_2O_4单晶体的合适助熔剂,本文用DTA和X射线衍射法测定了BaB_2O_4-BaF_2二元相图。通过对实测相图的优化分析,获得了该二元系的有关热力学函数,并计算了该二元相图。计算与实测结果吻合很好。该体系有一同份熔化化合物BaBO_2F,熔点为867℃,化合物与BaB_2O_4和BaF_2共晶反应的温度和成分分别为749.1℃,40.7mol％BaF_2和815.4℃,57.2mol％BaF_2。研究表明,BaBO_2F是生长β-BaB_2O_4可能的助熔剂。     

人工神经网络在熔盐相图中间相预报中的应用

用人工神经网络方法研究熔盐相图中间相的组成、熔点和同分熔化或异分熔化等规律．研究结果可用于未知相图中间相的计算机预报．     

含铝TRIP钢的相图计算与实验研究

利用真空熔炼试制了三种不同C含量的含铝TRIP钢,采用DSC测试方法测得一系列相变点,并借助Thermo-Calc软件对试验钢进行了平衡热力学计算,得到了试验钢的平衡相图及相变点的计算值,实验值比计算值偏高。综合考虑实验值与计算值的偏差,可为Al代Si TRIP钢的成分优化及热处理工艺提供参考。     

Au-Ag-Al系相图的热力学优化和计算

使用计算相图方法（CALPHAD）计算Au-Ag-Al的三元相图时,三个边际二元相图（Au-Al,Au-Ag,Ag-Al）的准确性对三元相图的计算有很大的影响,目前Au-Al边际二元相图存在着一定的矛盾。在综合评估Au-Al体系实验数据的基础上,优化和计算了Au-Al合金体系的平衡相图,使用置换式溶体溶液模型描述Au-Al体系中液相、Bcc和Fcc相的吉布斯自由能,分别用亚点阵模型（Al）(Au)₄、（Al）₃（Au）₈、（Al）(Au)₂、（Al）(Au)和（Al,Au）₂（Al,Au）描述AlAu₄、Al₃Au₈、AlAu₂、AlAu和Al₂Au相,通过Pandat软件优化得到一组各相的热力学参数,计算得到的Au-Al相图与实验数据和热力学数据相吻合。结合Au-Ag和Ag-Al的热力学参数,计算了Au-Ag-Al液相面投影图和等温截面图,液相面投影图显示该三元系存在8个四相平衡反应,对Au-Ag-Al合金的研究具有指导意义。     

人工神经网络在熔盐相图中间相预报中的应用SCIEI

用人工神经网络方法研究熔盐相图中间相的组成、熔点和同分熔化或异分熔化等规律．研究结果可用于未知相图中间相的计算机预报．     

由三元相图计算活度

采用熔化自由能法、标准生成自由能法和化学平衡法推导出利用8种类型的三元相图计算活度的公式,覆盖了三元相图的点、线、面全部范围。公式本身没有引进假设和近似。这8种类型的三元相图涵盖了有液相面各种类型的三元相图。本研究的计算方法和计算公式可以应用于各种复杂的三元相图,该方法也可以推广到三元等温截面相图和三元以上的多元相图。     

Al-Cu-Mg合金相图的计算

应用Levenberg-Marquardt(LM)算法进行了Al-Cu-Mg三元合金相图的计算.计算所得的三元Al-Cu-Mg合金相图与实验相图吻合很好,而且其对初始值的选取不敏感.     

液压缸附加摩擦力的理论分析和实验测定

通过分析液压系统执行元件液压缸的总负勒,导出其和表达式,把液压缸摩擦力分为中摩擦力和不变摩擦力两个部分来分析研究,提出附加摩擦力及其系数概念和理论方程,并设计出简单可行的实验测定方法。     

二元相图相界的计算

本文通过一些具体实例,说明下面两个问题: 1.用迭代法计算二元相图时,初值的允许变化范围; 2.用同素异构平衡点法选初值存在的问题。在此基础上,提出用数值方向逼近法计算二元相图,并对真实相界提出了判断方法。