Ir-Pt二元相图的优化计算

利用Pandat相平衡热力学计算软件优化和计算了Ir-Pt二元相图。采用SGTE(Science Group Thermodata Europe)数据库中的表达式描述纯组元(Ir和Pt)的Gibbs自由能,采用固溶体相热力学模型描述Ir-Pt二元体系中的液相和固溶体相。利用Pandat中的PanOptimizer优化平台,并结合最新的相关数据,对Ir-Pt二元体系中各相的参数进行了优化,优化得到了Ir-Pt二元体系中各相的热力学参数。利用优化的热力学参数对Ir-Pt二元合金相图进行了计算,计算得到的相图表明调幅分解的临界点为995℃、50%Ir(摩尔分数)左右,与SGTE贵金属合金数据库所提出的Ir-Pt二元体系在相图和热力学数据上都较为吻合。     

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。     

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。     

Ti—Al—Nb三元系中α／β及α／γ相平衡的热力学计算

对三元系不同结构相平衡进行了巨势法分析。确定了三元系不同结构相平衡的巨势法计算方法，采用亚正规溶体模型描述Ti-Al-Nb三元系中α，β和γ相的Gibbs自由能，由Ti-Al,Al-Nb和Nb-Ti二元系及Ti-Al-Nb三元系相平衡数据。计算了相互作用参数IAlNb^α,INbTi^α,ITiAl^β,IAlNb^βINbTi^β,ITiAl^γ,IAlNb^γ和INbTi^γ，利用获得的热力学参数，运用巨势法对Ti-Al-Nb三元系1423-1673K范围内α/β及α/γ相平衡进行了计算，计算结果与实测相图吻合得很好，证明本方法是可行的，获得的相互作用参数值是合理的。     

Mg-Zn-Si体系的相平衡计算及应用

利用Calphad方法重新评估了Mg-Si二元系的液相,并结合Mg-Zn和Zn-Si二元系热力学数据,外推得到Mg-Zn-Si三元系热力学参数;同时根据Mg2Si-MgZn2伪二元相图实验数据评估了Mg-Zn-Si系的液相三元相交互作用参数,计算相图与实验数据较一致。利用Scheil凝固模型模拟了Mg-2.33Zn-0.9Si(at%)合金的凝固过程,预测了镁合金在铸造冷却过程中的相演变信息,模拟计算结果与实验结果吻合较好     

高性能铜合金热力学数据库的开发及其在材料设计中的应用

利用相图计算(CALPHAD)方法,采用亚规则溶体模型描述溶体相的吉布斯自由能,采用亚点阵模型描述金属间化合物和有序相的吉布斯自由能,并结合相平衡和热力学性质的实验数据,优化与计算Cu-X二元系以及Cu-Fe、Cu-Ni、Cu-Cr、Cu-Co、Cu-Mo和Cu-W基各三元系的相图,获得自洽性良好的热力学参数,并建立铜合金热力学数据库。该数据库可以提供稳定和亚稳的相图计算、相分数计算、液相面计算、热力学性质的计算等多种信息,为外推计算铜基多元合金系的相平衡提供理论基础,并为高性能铜合金材料的设计及制备提供重要的理论指导。     

Ni-Yb二元系的热力学评估（英文）

基于文献报道的相平衡和热化学实验数据,利用相图计算(Calphad)方法对Ni-Yb二元系进行热力学评估。考虑到液相混合焓在25%Yb(摩尔分数)附近有急剧变化,液相采用缔合物模型,组份为Ni、Yb Ni3和Yb;端际固溶体相包括FCC_A1(Ni)、FCC_A1(Yb)和BCC_A2(Yb),均采用亚规则溶体模型,并按照Redlich-Kister多项式进行描述;中间化合物Yb_2Ni_(17)、YbNi_5、YbNi_3、YbNi_2、α-YbNi和β-YbNi都没有明显的固溶度实验数据,均按严格计量比处理。优化得到的Ni-Yb二元系热力学参数自洽合理,能够很好地再现该体系的热化学性质和相图数据。     

BaO-MgO二元系相图优化计算研究

在对BaO-MgO二元系热力学数据评估的基础上,采用Thermo-Calc软件对该体系相图进行优化计算.采用规则溶液模型,获得了较完整的BaO-MgO二元系相图和该体系较完整的热力学数据.还对该二元系的混合焓及组元活度进行了讨论.通过与实验数据进行比较,在富BaO端与实验结果基本吻合;在富MgO端,采用了最新的MgO熔点温度,获得了更加合理的液相线.     

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。     

C-Si-Fe合金熔体1873.15K时的组元活度计算

采用新的C-Si液相热力学数据和相平衡数据,应用SELF-SReM计算了C-Si-Fe合金熔体在1873.15K时的组元活度,给出熔体过剩热力学性质的数据描述.     

Li-Si-Zr三元相图的实验研究与热力学优化

采用平衡合金法,利用扫描电镜和X射线衍射等方法对Li-Si-Zr三元系的470K等温截面的相关系进行了实验测量。结果表明:该等温截面中存在(Si)+Zr Si2+Zr LiS i三相区;采用CALPHAD方法对Li-Si-Zr三元系进行了热力学优化。首先优化计算了Li-Zr二元系,其中熔体相(Liquid、BCC、FCC和HCP)采用替换溶液模型,过剩自由能用Redlich-Kister多项式展开;然后,结合文献中已有的Li-Si和Si-Zr体系的热力学参数,对Li-Si-Zr三元系进行了热力学优化。计算结果与实验数据符合得较好,获得了一套较为合理的热力学参数。     

C-S-Fe合金熔体1873．15K时的组元活度计算

采用新的C -Si液相热力学数据和相平衡数据 ,应用SELF -SReM计算了C Si Fe合金熔体在 1 873 1 5K时的组元活度 ,给出熔体过剩热力学性质的数据描述。     

Fe-Al-Mn-C四元系1000℃的相平衡试验研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA等测试手段,对在1 000℃退火的Fe-Al-Mn-C系钢进行了研究。试验确定了1 000℃时Fe-AlMn-C四元系钢中奥氏体γ、铁素体α及κ碳化物之间的平衡关系,并与热力学计算结果进行了对比。结果表明:Fe-9Al-Mn-C四元系钢在1 000℃时的κ-碳化物稳定性较高;现有Fe-Al-MnC体系的热力学数据库无法很好地描述高碳区相平衡,因此其热力学参数仍有待进一步优化;研究所得Fe-Al-Mn-C四元系1 000℃的相平衡关系可为该体系热力学数据库的优化提供试验依据。     

热力学优化Bi-Ni二元系

基于文献报导的实验数据,采用相图计算（CALPHAD）方法,热力学优化了Bi-Ni二元系相图。该二元系的液相、fcc_A1（Ni）相和rhombohedral_A7（Bi）相用替换溶液模型来描述,其过剩吉布斯自由能用Redlich-Kister多项式来表达。考虑到晶体结构（NiAs型）以及与多组元体系热力学数据库的兼容性,中间化合物BiNi相采用亚点阵模型：（Bi）（Ni,Va）（Ni,Va）;Bi3Ni相处理为化学计量比化合物。最后,通过优化该二元系实测的相图和热力学数据,获得一组能够表达各相吉布斯自由能的自洽的热力学参数。根据这些热力学参数计算的相图和热力学数据与报导的实验数据吻合良好。     

Al-Fe-Si、Al-Mn-Si与Al-Fe-Mn-Si体系热力学描述的更新

采用Calphad方法对Al-Fe-Mn-Si四元系及其子体系进行热力学评估。首先，通过考虑文献中最新的实验研究结果以及对部分三元化合物应用新的热力学模型，修正Al-Fe-Si三系的热力学描述，显著地改善了整个成分范围内、尤其是富Al角的液相面投影图。随后，对三元化合物a-AlMnSi和β-AlMnSi采用新的模型，精修Al-Mn-Si体系富Al角的热力学描述。然后，通过模拟a-AlMnSi相在Al-Fe-Mn-Si体系中的固溶度，优化Al-Fe-Mn-Si四元系富Al角的热力学描述。在优化时，对a-AlMnSi作特殊考虑并加入限制条件，以确保其不会在Al-Fe-Si三元系中变得稳定。最后，将所获得的热力学描述加入TCAL数据库，通过一系列的相平衡计算与凝固模拟、以及与商业铝合金的实验数据的比较，对所获得的热力学描述进行全面的验证。更新后的TCAL数据库能够可靠地预测Al-Fe-Si基与Al-Fe-Mn-Si基合金中的相形成。     

基于Pandat软件的相图计算及其方法概述

基于Pandat相图计算软件,对相图计算流程进行总结。利用Pandat软件,并遵守相图计算流程,对Pd-Au二元相图进行计算。利用Pandat中的PanOptimizer优化平台,并结合最新相关数据,对Ir-Pt二元体系中各相的参数进行优化,得到了Ir-Pt二元体系中各相的热力学参数。对Au-Pt-Zr三元合金相图进行计算,填补了该三元系研究的空白。     

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.     

Ag-Sn-Zr三元系的热力学模拟和凝固显微组织（英文）

采用关键实验和热力学模拟研究Ag–Sn–Zr三元系的相平衡。通过制备22个平衡合金，采用X射线衍射、扫描电子显微镜和能量色散X射线能谱测定Ag–Sn–Zr体系500、700和900℃的等温截面。通过制备8个铸态合金，研究合金的凝固行为。测定Zr、Sn和Ag在Ag–Sn、Ag–Zr和Sn–Zr体系中二元化合物的溶解度，未发现三元化合物存在。基于3个边际二元系的热力学描述及获得的相平衡数据，采用CALPHAD方法对Ag–Sn–Zr体系进行热力学优化，得到一套自洽的热力学参数。计算的等温截面与实验数据吻合较好。计算和构筑Ag–Sn–Zr体系在整个成分范围内的液相面投影图和希尔反应图，模拟Gulliver-Scheil非平衡条件下铸态合金的凝固行为。模拟结果与实验数据相一致。     

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.     

ZnO-SiO_2体系的热力学评价（英文）

含ZnO炉渣是贱金属和钢的火法冶金过程中常见的炉渣,这导致人们对于ZnO-SiO_2体系热力学的兴趣。本文作者对ZnO-SiO_2体系进行全面的文献评述,对现有实验数据进行批判性评价,对体系相平衡进行热力学优化,给出了ZnO-SiO_2体系在1.013×10~5Pa总压力下的热力学性质。将熔融氧化物视为缔合溶液,重新评估了液相的性质。对固体Zn_2SiO_4吉布斯自由能的焓项重新进行拟合,使之与硅锌矿初晶区的新数据相符。所得热力学数据与新近的实验观测结果吻合良好。这些结果可用于预测热力学性质和相图中的相区,如液相混溶区的临界点,预测准确度优于以往的方法。获得了一组优化的模型参数,在整个组成范围内,温度从298 K到液相线温度,重新生成了可靠的热力学和相平衡数据,其误差在实验误差范围内。建立的数据库可用于Gibbs自由能最小化软件中热力学性质和有关相图截面的计算。