APPLICATION OF THE SUB-REGULAR SOLUTION MODEL TO THE THERMODYNAMICAL ANALYSIS OF BlNARY EQUILIBRIUM DIAGRAMS

讨论了利用次正规溶体模型对二元平衡图进行热力学分析的一些结果,得出了各种典型复相平衡情况下溶体次正规性的判别式。计算表明,周期表第Ⅲ_B,Ⅳ_B,Ⅴ_B族各元素和Ge形成的溶液可以近似地用次正规模型描述;至少在化合物成分附近,Ga-As系统的溶液近似是正规的,In-Sb系统溶液是次正规的,并求出了它们相应的正规和次正规常数。从平衡图得到的次正规常数可以用来对溶液的热力学性质进行估算。     

铟-锑系统热力学性质的计算

根据前文中求得的次正规溶体模型运用于同分熔解化合物的关系式,进一步讨论了In-Sb系统的热力学性质。由已经求得的两个次正规常数,计算了InSb化合物的标准形成自由能ΔF_(Insb)~o(T)(以液态组元In和Sb为标准态),并计算了In-Sb平衡图中和InSb化合物处于平衡的液相线,计算结果与实验数据均能良好符合。本文并针算了In-Sb溶液的各热力学函数及组元的活度,和Terpilowski的实验数据作了比较。     

CALCULATION OF THE THERMODYNAMICAL PROPERTIES OF In-Sb SYSTEM

根据前文中求得的次正规溶体模型运用于同分熔解化合物的关系式,进一步讨论了In-Sb系统的热力学性质。由已经求得的两个次正规常数,计算了InSb化合物的标准形成自由能ΔF_(Insb)~o(T)(以液态组元In和Sb为标准态),并计算了In-Sb平衡图中和InSb化合物处于平衡的液相线,计算结果与实验数据均能良好符合。本文并针算了In-Sb溶液的各热力学函数及组元的活度,和Terpilowski的实验数据作了比较。     

硅系合金氧化精炼过程的热力学分析

应用亚正规溶体模型对Si-Al-Ca(-Fe）合金体系和SiO-CaO-Al2O3渣系的热力学性质进行了理论研究,计算出了上述体系组元的等活度曲线图。分析了1550℃温度条件下,金属硅和75SiFe在氧化精炼过程中杂质元素的渣平衡成分,给出了铝和钙的平衡等浓度线。根据模型计算的结果,分析了在相同实验条件下金属硅和75SiFe中杂质Al和Ca之间的关系。     

对正规溶液模型的修正及其在相图提取热力学性质中的应用

提出了一种新的正规溶液模型,并在该模型的基础上提出使用最小二乘拟合技术从溶液与纯物质平衡体系及溶液与固溶体平衡体系的二元相图中获得溶液最优过剩热力学表达式的原理,使用该原理就In-Zn和Ag-Tl体系给出实例,结果较为满意。     

Au-Pt二元合金的热力学评估(英文)

基于最近实验测得的Au-Pt二元体系相平衡数据,利用Calphad方法重新评估Au-Pt二元体系的热力学参数。采用亚正规溶体模型Redlich-Kister等式描述液相和面心立方相的Gibbs自由能。考虑热力学第三定律的限定,以再现相平衡数据和固相热力学性质,包括活度和混合焓,优化Au-Pt二元系统热力学参数。优化结果表明:Au-Pt合金系统的溶解度间隙边界向富Au侧偏移,其顶点位置在1200°C,Au-56%Pt。     

Mg-Pr二元体系热力学优化（2）

相图热力学优化是材料设计理论和方法最重要的组成部分，是新材料的开发和应用的重要依据之一。相图计算即CALPHAD技术，主要是依据化学热力学原理和基本关系，计算热力学体系的平衡性质。一个物质体系的热力学特征函数确定以后，这个物质体系的全部热力学性质都可以计算出来，其中包括相图。镁合金是最轻的一种金属结构材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子工业等许多领域。镁一镨合金作为镁合金的一种，也具有非常广阔的应用前景。本工作采用瑞典皇家工学院开发的相平衡计算软件Thermo-Calc系统，利用CALPHAD技术，通过选择或建立合理的热力学模型，将相图和热力学数据联系起来，对镁-镨二元合金体系相图和热力学数据进行热力学优化和评估，获得自洽的Mg-Pr体系的热力学描述即体系中所有物相，包括溶体相和金属间化合物的Gibbs自由能，为相关材料的设计和工艺制定服务。     

Mg-Pr二元体系热力学优化（3）

相图热力学优化是材料设计理论和方法最重要的组成部分，是新材料的开发和应用的重要依据之一。相图计算即CALPHAD技术，主要是依据化学热力学原理和基本关系，计算热力学体系的平衡性质。一个物质体系的热力学特征函数确定以后，这个物质体系的全部热力学性质都可以计算出来，其中包括相图。镁合金是最轻的一种金属结构材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子工业等许多领域。镁-镨合金作为镁合金的一种，也具有非常广阔的应用前景。本工作采用瑞典皇家工学院开发的相平衡计算软件Thermo-Calc系统，利用CALPHAD技术，通过选择或建立合理的热力学模型，将相图和热力学数据联系起来，对镁-镨二元合金体系相图和热力学数据进行热力学优化和评估，获得自洽的Mg-Pr体系的热力学描述即体系中所有物相，包括溶体相和金属间化合物的Gibbs自由能，为相关材料的设计和工艺制定服务。     

关于固溶体晶格常数的预测

根据Miedema电荷迁移理论,引入固溶体中原子尺寸和间距随溶质浓度改变的观念,修正了Moreen的固溶体品格常数预测模型.用本修正方法可以更准确地预测平衡固溶体和溶体淬火制备的扩展固溶体的品格常数,计算了Cu-Al,Cu-Si,Ni-Al平衡固溶体和Ag-Sn,Ag-La,Ag-Gd系扩展固溶体的晶格常数,本修正方法计算值比Moreen模型计算值与试验值相符更好.     

冶金熔渣热力学性质的SReS模型

通过对正规溶液模型的修正，并引入ＣＡＬＰＨＡＤ技术，构成了物理意义明确和数学形式简洁的冶金熔渣正规（ＳＲｅＳ）模型，这上是ＳＥＬＦ－ＳＲｅＭ模型的一咎发展，应用ＳＲｅＳ模型对若干硅酸盐，两性化合物以及简单离子二元熔体的热力学性质进行了计算，所得结果比正规溶液模型能更好地符合实验事实 。     

AN APPROACH TO PREDICTING LATTICE PARAMETERS OF CERTAIN SOLID SOLUTION

根据Miedema电荷迁移理论,引入固溶体中原子尺寸和间距随溶质浓度改变的观念,修正了Moreen的固溶体品格常数预测模型.用本修正方法可以更准确地预测平衡固溶体和溶体淬火制备的扩展固溶体的品格常数,计算了Cu-Al,Cu-Si,Ni-Al平衡固溶体和Ag-Sn,Ag-La,Ag-Gd系扩展固溶体的晶格常数,本修正方法计算值比Moreen模型计算值与试验值相符更好.     

Mg—Pr二元体系热力学优化（1）

相图热力学优化是材料设计理论和方法最重要的组成部分，是新材料的开发和应用的重要依据之一。相图计算即CALPHAD技术，主要是依据化学热力学原理和基本关系，计算热力学体系的平衡性质。一个物质体系的热力学特征函数确定以后，这个物质体系的全部热力学性质都可以计算出来，其中包括相图。镁合金是最轻的一种金属结构材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子工业等许多领域。镁-镨合金作为镁合金的一种，也具有非常广阔的应用前景。本工作采用瑞典皇家工学院开发的相平衡计算软件Thermo—Calc系统，利用CALPHAD技术，通过选择或建立合理的热力学模型，将相图和热力学数据联系起来，对镁-镨二元合金体系相图和热力学数据进行热力学优化和评估，获得自洽的Mg—Pr体系的热力学描述即体系中所有物相，包括溶体相和金属问化合物的Gibbs自由能，为相关材料的设计和工艺制定服务。     

Mo-RE二元合金相图的热力学数据库

利用CALPHAD方法,选择和建立合理的热力学模型,并结合相平衡及热力学性质的相关实验信息,对Mo-RE (RE: Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)各二元系相图进行了热力学优化与计算。其中,液相和端际固溶体相的Gibbs自由能采用亚正规溶体模型描述,气相的Gibbs自由能采用理想气体模型描述。计算结果与实验数据取得了良好的一致性,最终得到了一组自洽的合理描述Mo-RE二元系各相自由能的热力学参数,建立了Mo-RE (RE: Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)二元合金相图的热力学数据库。该热力学数据库可以提供相平衡及热力学性质等多种信息,为外推计算三元以及更多组元体系的相平衡提供理论基础,并为相关体系的合金设计及制备提供重要的理论指导。     

Mg-Sc合金组元活度及其相互作用系数计算

组元活度的获得是合金热力学性质研究的一个重要方面。由于高温实验的复杂性和精确度的不确定性,通过实验直接测定合金组元的活度受到了很大限制。运用合金的热力学性质,通过计算得到合金组元的活度是近年来合金热力学研究的一个热点。在各种预测合金热力学性质的模型中,Miedema模型是近年来发展得较为完善和准确的模型。本文则根据Miedema合金生成焓模型,计算了Mg-Sc合金液态和固态时的生成焓。结合相关的热力学关系式,计算了该合金中Sc的活度曲线,并拟合计算了该合金的相互作用系数,发现本文所采用的Miedema模型和正规溶体模型对于Mg-Sc合金是适用的。     

Bi^3＋—Cl^——H2O系热力学平衡

运用同时平衡原理和质量平衡原理对Ｂｉ＾３－Ｃｌ－Ｈ２Ｏ体系进行热力学分析和计算，在此基础上绘制了Ｂｉ＾３＋－Ｃｌ－Ｈ２Ｏ体系在２５℃下的各种涫淀物的平衡浓度对数－ＰＨ图，分析确定了各大相沉淀物稳定存在的ＰＨ。结果表明，溶液中铋离子和硝酸根离子的浓度及溶液的ＰＨ值是影响各固相稳定存在的重要参数。由热力学图得出，可以直接从溶液中沉淀的Ｂｉ２Ｏ３，要得到高纯工的ＢｉＯＣｌ必须严格控制溶液的ＰＨ范围。     

ZrO2−CaO−TiO2体系的热力学模拟

ZrO2?CaO?TiO2体系相图对光催化材料和耐火材料的发展至关重要.采用CALPHAD方法研究ZrO2?CaO?TiO2体系.亚正规溶体模型用于描述液相和固溶相,亚点阵模型用于描述三元化合物.然后,结合文献实验结果,利用最小二乘法得到热力学参数.应用本研究优化的热力学参数,计算1473和1673 K下ZrO2?Ca...     

La-Mg-Ni体系富镁角的热力学优化与计算

运用CALPHAD方法系统地对La-Mg-Ni三元体系富镁角进行热力学优化与计算。选取置换溶液模型描述液相,三亚点阵模型描述La2Mg17-xNix,定化学计量比化合物模型描述LaMg2Ni,最终获得一组具有良好自恰性的热力学模型与参数。通过相图软件Pandat计算获得该区域的液相投影面图、673和773 K下的等温截面相图以及平衡反应等,且计算得到的相图和热力学数据与试验数据较好地吻合。     

Cu-Ni-Sn三元系相平衡的热力学计算

基于Cu-Ni-Sn三元系的相平衡和热力学的实验信息,采用亚正规溶体模型描述液相和fcc相的Gibbs自由能,为了预测该体系中bcc相的A2-B2有序-无序转变,bcc相的Gibbs自由能采用双亚点阵模型进行描述.利用CALPHAD(相图计算)方法评估了Cu-Ni-Sn三元系各相的热力学参数,计算的富Cu侧相图和热力学性质与实验数据比较一致.并对该三元系中bcc相的A2-B2有序-无序转变及fcc相的溶解度间隙进行了计算.这些计算结果对利用析出强化以及Spinodal分解开发高强度和高导电性的新型Cu基合金的组织设计具有一定的指导意义.     

Nb合金化γ—TiAl的氧化热力学理论分析

利用亚点阵的准亚规则溶体模型计算了Ti-Al-Nb三元系合金热力学活度,根据金属氧化反应用热力学计算了相应的Ti/TiO和Al/Al2O3的平衡分压。讨论了Nb合金化γ－TiAl金属间化合物热力学活度和氧化反应的氧平衡分压的影响。计算的热力学活度与Knudsen池隙透法测定的规律相符。由Nb合金化γ－TiAl的热力学活度以及氧化反应的氧平衡分压变化不能判定Ti-Al-Nb三元系合金生成氧化物种类及其稳定性。单纯的热力学因素不足以解释Nb合金化改善γ－TiAl坑高温氧化性能的机理。     

RE-X二元合金相图的热力学数据库

利用CALPHAD方法,采用亚正规溶体模型、亚点阵模型以及理想气体模型来描述RE-X(Ag,Bi,Cr,Mn,Mo,V,Zn)中二元系各相的Gibbs自由能,并结合相平衡及热力学性质的实验结果,对Ag-RE(RE:Sc,Y Nd,Sm,Gd,.Tb,Ho,Er)、Bi-RE(RE:Nd,Tm,Er,Ho,Pr,Gd)、...