偏克分子数量■_0恒定条件下多元系的热力学——Здановский型和Turkdogan型等(?)_0规则的热力学意义

本文推导了n元系(n≥3)的一个热力学方程.当n元系在区间(ψ_0~o,ψ_0)内遵循型或Turkdogan型等(?)_0规则时,这个方程有特解。因而,这两类型非理想n元系的性质可仅由二元数据计算而得。例如,当ψ是体积、热容或焓时,(?)_o相等的(n-1)种二元系之间混合成遵循型等(?)_0规则的n元系时,△ψ=0;(n-1)种二元系之间混合成遵循Turkdogan型等(?)_0规则的n元系时,△ψ=(?)K_(ψj)V_j (2≤j≤n-1)。又如,当ψ是Gibbs自由能时,遵循型等μ_0规则的n元系中,各组分K的活度都可以表示为Raoult型方程: αk/αk(0)=X_k (1≤K≤n-1)遵循Turkdogan型等μ_0规则的n元系中,组分1和各组分j的活度可以分别表示为Raoult型方程: α_1/α_1(0)=X_1和Henry型方程: α_j=K_j~*X_j     

由两组元活度比函数计算三元系热力学性质的新方法

本文提出一种由已知的两组元活度比函数l计算三元系中各组元活度的新方法,它只需要一组图解积分和一组图解微分的手续.为了进一步提高计算精度,还提出了应用精选的二元系热力学数据检验积分和微分运算结果可靠性的判别式.这种方法也可用于多元系.     

Al-Si-Fe三元系热力学计算与评估

利用Calphad技术和应用Pandat相图计算软件,重新评估了Al-Si-Fe体系液相投影图,550、727、800℃等温截面,以及不同成分合金在1 477℃时的液相混合焓。结果表明,计算所得相图及液相混合焓与实验数据相符,该工作建立的热力学模型及参数可作为外推建立Al-Zn-Si-Fe等高元体系数据库的基础,并对相关体系的材料设计工作具有重要的指导意义。     

Al-Si-Fe三元合金各组元活度的计算

由ＡｌＳｉＦｅ 三元系的三个二元子系用Ｂｏｎｎｉｅｒ 法计算和讨论了ＡｌＳｉＦｅ 合金在不同温度下各组元的活度。结果表明， 该三元系中各组元活度均有负偏差， 尤以Ｆｅ 的偏差为大。当Ａｌ 含量较高时，合金中Ａｌ 的活性可近似于纯金属Ａｌ 的活性。三元系中Ａｌ 含量不变时， 增加Ｆｅ 的含量， 即用Ｆｅ 代替部分Ｓｉ 可使Ａｌ 的活度有所增加。对于ＡｌＳｉＦｅ 三元系的计算，Ｂｏｎｎｉｅｒ 法比其它解析计算方法简单     

不对称性定量化的三元系热力学模型

本文提出了一个由二元系推算三元系热力学性质的新模型，此模型能自动用热力学准则来检查各二元系的对称性，并根据不对称程度来构筑权重函数，由于不需要事先选择不对称组元，消除了计算过程中的人为干扰。此模型的适用范围有所拓宽。     

三元系调幅分解的热力学判据

从三元系自由能对成分的Taylor展开,导出三元调幅分解的热力学判据为G_(xx)(δ_x)~2+2G_(xy)δ_xδ_y+G_(yy)(δ_y)~2<0,据此引出调幅分解的各种条件:当G_(xx)<0,G_(xy)~2-G_(xx)G_(yy)<0,为不受成分起伏方向约束的不稳定分解,当G_(xx)<0,G_(xy)~2-G_(xx)G_(yy)>0以及G_(xx)>0,G_(xy)~2-G_(xx)G_(yy)>0或G_(xx)=0均为受成分起伏方向约束的不稳定分解,相应的成分起伏δ_x,δ_y需满足一定的条件。由此可以解释调幅分解过程中发生的成分转动现象.以Cu-Ni-Fe系为例根据以上三元调幅分解的判据由计算机计算不稳定分解区域的范围与文献报道的实验结果相符。     

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.     

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。     

Fe-Ti-C三元系热力学优化

应用CALPHAD方法对Fe-Ti-C三元系进行了热力学优化。基于已有的试验数据和第一性原理计算结果,如相图试验信息、热力学性质试验数据、三元系中Ti C在奥氏体中的溶解度等,优化得到的参数可较好地重现试验数据,建立了一套具有良好自洽性的热力学及扩散动力学参数。     

多元系的偏简单溶液理论

本文定义了三类偏简单溶液——偏理想溶液、偏正规溶液和偏稀溶液.把 A_pB-AqC 型伪二元系中的等μ_A 或等 _A 的 A 分子当作介质,采用准晶格模型,本文得到了偏简单溶液理论,用于解释前文中用宏观热力学方法讨论过的三元系所特有的一些简单行为.和假定相结合,这个理论也适用于熔盐混合物.三元偏理想溶液的性质是ΔS~(PE)=0,ΔG~(PE)=ΔH=0三元偏正规溶液的性质是ΔS~(PE)=0,ΔG~(PE)=ΔH=Lw_(BC)x_Bx_C三元偏稀溶液的性质是在大致上 y<0.01范围内ΔG~(PE)=K_(C(G))x_C (K_(C(G))=Lw_(BC)x_(B(A))≠0)这个理论被推广至组分数大于3的体系.     

Ti-Fe-Mn三元系热力学评估

通过CALPHAD法,利用相关数据优化了Ti-Fe-Mn三元系,计算了1000℃等温截面图。同时还计算了Ti对Mn在1570℃时液相中活度的影响、TiMn_2-TiFe_2伪二元面、液相投影面和850℃与1150℃富Fe端BCC_A2-FCC_A1相平衡。计算结果与大部分实验结果吻合。     

三元系彩色热镀锌镀液的热力学性质

利用三元热力学性质的积分模型及活度系数解析式对Zn-Mn-Me和Zn-Ti-Me两系列三元合金镀液的组元活度及活度相互作用系数进行了计算．结果表明,Me为Ni和Cu时,均使呈色元素Mn或Ti的活度提高,Ni的影响程度比Cu显著得多;而Me为Ti和Mn时,Ti降低了Mn的活度;而Mn则提高了Ti的活度．通过与实验结果比较表明,镀液中溶质组元的活度与呈色效果之间有着必然的联系,即,凡是可以提高呈色元素活度的添加元素均有利于镀液综合性能的提高,从而最终优化呈色效果．因此,Mn,Ni和Cu均为彩镀液的有利元素,Ti的利弊与添加的相对量有关．     

Fe-C-Si-Mn晶界多元偏聚研究与热力学分析SCIEI

采用Auger谱仪、二次离子质谱仪(SIMS)对Fe-C-Si-Mn合金(475℃等温处理)原始奥氏体晶界C,Si,Mn元素偏聚进行了研究。根据C,Mn正偏聚,Si负偏聚的实验结果,对晶界碳偏聚偏克分子自由能及活度进行热力学计算,结果表明Si,Mn元素促进碳在晶界的偏聚,并降低了它在晶界上的活度。从而使Fe-C-Si-Mn合金上贝氏体等温C曲线右移的现象得到解释。     

Pt-Rh二元合金系表面偏聚的分析型EAM模型计算

应用分析型EAM多体势和Monte Carlo模拟方法研究了Pt-Rh合金系的表面偏聚情况．模拟结果显示，不同Pt含量的合金以及不同的表面，最外层都富集Pt原子，次外层富集Rh原子，剖面成分呈振荡分布．(111)面和(100)面的成分偏聚量差别较大：(111)面的Pt原子偏聚量较(100)面小得多，且前者只有最表面3层原子发生偏聚，而后者的成分偏聚影响表面至少10层．模拟结果与已有理论和实验结果符合得很好．     

液相三元Al-Ni-Zn合金的热力学性质计算(英文)

将用于热力学预测的最新版本的通用模型用来计算液相三元Al-Ni-Zn合金的热力学性质。对9个具有不同Ni与Zn,Zn与Al和Al与N摩尔比的截面在1800~2000K的热力学性质进行研究。对液相三元Al-Ni-Zn合金的局部和整体的摩尔热力学性质进行了测定,并对结果进行了讨论。     

耦合热力学计算研究多元合金的凝固界面稳定性

耦合热力学计算技术,获得了在实际相图条件下多元合金凝固界面的稳定性判据.以Al-0.34%Si-0.14% Mg合金为例,讨论了耦合热力学计算技术和采用二元系参数在对固液界面稳定性判断上的差别.发现在该合金中耦合热力学计算技术所获得的失稳区域要大于采用二元系参数的计算结果.通过和实验结果的对比发现,耦合热力学计算技术获得的实际相图条件下的固液相平衡和相图特性,能使对界面稳定性的判断更好的吻合于实验结果.     

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1 373和1 473 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1 373、1 425、1 473和1 573 K 4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。     

Al-Cu-RE三元合金热力学性质的Miedema理论计算

合金形成焓是确定合金的稳定性及其非晶形成能力的重要因素。采用Miedema理论和几何外推模型相结合,预测了Al-Cu-RE(RE=La~Lu)体系液态合金整个成分范围的混合焓。计算结果表明:Al-Cu-RE三元体系的混合焓比Al-Cu二元合金的混合焓更负,稀土元素与Al、Cu之间的化学势差对混合焓的贡献起主要作用。当铝与稀土元素含量相同时,随着铜含量的减少,合金混合焓越来越负,从而表明在Al-Cu合金中加入稀土元素有利于Al-Cu-RE三元合金的形成。同时较负的混合焓是合金体系易于非晶化的重要条件之一,也说明Al-Cu-RE三元体系非晶形成能力较强。计算了Al8Cu4RE和Al Cu RE等三元化合物的形成焓,计算得到的Al Cu RE的形成焓比相应的Al8Cu4RE的形成焓要负,说明Al Cu RE更稳定;同时计算了金属间化合物Al(Cu1-xREx)3、Al(Cu1-xREx)、Al2(Cu1-xREx)的形成焓随稀土含量变化趋势。计算结果为Al-Cu-RE体系非晶形成的成分设计和相关性能研究提供了重要的热力学数据。     

Nd-Fe-B-Dy四元系热力学数据库的建立及其合金设计

本研究利用CALPHAD方法,采用合理的热力学模型,热力学优化和计算了Nd-Dy、Dy-B二元系和Fe-B-Dy、Dy-Fe-Nd、B-Dy-Nd三元系的相图,并利用文献报道的其他子二元系和三元系的热力学参数,充分考虑了热力学模型的统一性和参数的兼容性,建立了Nd-Fe-B-Dy四元系合金的热力学数据库,并应用该数据库,预测了Nd-Fe-B-Dy四元合金Nd16-xDyxFe77B7 (x≤5 at.%)的纵截面相图;同时还分析了一系列不同Dy含量的永磁合金在平衡凝固下各相相分数随温度的变化情况。这些计算信息对掺镝NdFeB永磁合金的组织设计以及制备工艺参数的选择具有重要的指导意义。