Sn-Ce-Me无铅钎料合金活度相互作用系数的计算及应用

采用周模型计算分析了Sn-Ce-Me(Me=Pb、Bi、Zn、Sb、Ag、Cu、Cd)三元合金系中,Ce与Sn以及Ce与Me之间的活度相互作用系数。计算结果表明,不仅在Sn-Pb-Ce中,Ce存在“亲Sn”现象,在其它6个三元无铅钎料合金体系中,如Sn-Bi-Ce、Sn-Sb-Ce、Sn-Zn-Ce、Sn-Cd-Ce、Sn-Ag-Ce、Sn-Cu-Ce,Ce也同样存在着“亲Sn”现象。其研究结果可为新型无铅钎料的研究提供理论分析依据。

Mn-Fe-C熔体活度相互作用系数

实验测定了不同温度Mn-Fe-C熔体中C的溶解度,目的在于获得Mn-Fe-C熔体活度相互作用系数,用新的方法处理实验数据。通过热力学推导和计算,获得了Mn-Fe-C熔体某些重要热力学性质与温度(1350℃≤T-273≤1450℃)的关系式。

Al-Mg-Sc合金中组元活度及活度相互作用系数

以 Miedema二元合金生成热模型及 Toop方程为基础 ,利用元素的基本性质 ,计算了 1 0 73K下 Al-Mg- Sc三元合金溶液中组元的活度及组元间活度相互作用系数。结果表明 ,lnγ0Mg=- 0 .0 0 54;εMg Mg=0 .0 0 2 2 ;εSc Mg=εMg Sc=0 .0 2 8;ρMg Mg=- 0 .0 0 1 3;ρSc Mg=0 .0 1 5;ρMg Sc Mg =- 0 .0 75。

Fe-C-N,Fe-C-V 和 Fe-C-V-N 熔体活度相互作用系数

实验测定了1435℃温度下C和N在Fe-C-N和Fe-C-V-N熔体中的饱和溶解度.Fe-C-V熔体中C的饱和溶解度计算式为XC=0.2043+0.8365XV或-lnXC-9.683XC=-11.96XV-0.3916.C和N在Fe-C-V-N熔体中的饱和溶解度随V浓度增加而增加.根据Fe-C熔体的热力学性质、Fe-C-N熔体中C和N之间的活度相互作用系数、C在Fe-C-V熔体中及C和N在Fe-C-N和Fe-C-V-N熔体中的饱和溶解度,通过严格的热力学推导和计算,获得了Fe-C-N熔体中C和N之间、Fe-C-V熔体中C和V之间及Fe-C-V-N熔体中V与N之间的活度相互作用系数:eCN=0.5016,εVC=-11.96,eCV=-0.2443和eVN=-0.2379.

三元系几何模型在活度相互作用系数预测中的应用

评价了几种三元系几何模型，利用统一溶液模型推导出新的预测活度相互作用系数公式．通过该计算值与实验值的对比，对几种活度相互作用系数模型的效果进行了讨论．

Mn-C系活度相互作用参数与温度关系的研究

实验测定了不同温度下C在Mn-Fe熔体中的溶解度。通过采用溶液的相互作用参数模型,结合实验结果,进行了严格的热力学推导与计算,获得了在1 623～1 748 K温度范围Mn-C系中εCC和εCCC与温度的关系式。

Mn-C系活度相互作用参数与温度的关系

实验测定了不同温度下C在Mn-Fe熔体中的溶解度。引用溶液的相互作用参数模型,结合实验结果,引用文献报道的实验数据,通过严格的热力学推导与计算,获得1623～1748K范围适用的Mn-C系中εCC,ρCC和ρCC,C与温度的关系式。计算结果表明,这些关系式既能满足Gibbs-Duhem方程的必要条件εCC+2ρCC+3ρCC,C=0,又能满足C含量高时体系稳定的必要条件1+εCCxC+2ρCCxC2≥0。

Mn-C系活度相互作用参数的研究

实验测定了不同温度,C在Mn-Fe熔体中的溶解度。引用溶液的相互作用参数模型,结合本文的实验结果,引用文献报道的实验数据,通过严格的热力学推导与计算,获得1623～1748K范围适用的Mn-C系中εCC和εCCC与温度的关系式。

Fe-C系活度相互作用参数与温度的关系

实验测定了不同温度下,C在Fe-Mn熔体(xFe=0.102 3～0.789 9,xMn=0.055 1～0.638 0)中的溶解度。应用Gibbs-Duhem方程,结合实验结果,引用文献报道的实验数据,通过严格的热力学推导与计算,获得1448～2033 K范围适用的Fe-C系中εCC,ρCC和ρCC,C与温度的关系式分别为εCC=-3.016 8+11 046.626 4/T,ρCC=43.639 2-5 523.313 2/T和ρCC,C=-28.087 2。计算结果表明,这些关系式既能满足Gibbs-Duhem方程的必要条件εCC+2ρCC+3ρCC,C=0,又能满足C含量高时体系稳定的必要条件1+εCCxC+2ρCCx2C≥0。

Mn-Fe-C系活度相互作用参数与温度的关系

实验测定了不同温度下,C在Mn-Fe熔体(xMn=0.040 7～0.693 0,xFe=0.033 6～0.761 7)中的溶解度。根据Bale和Pelton提出的相互作用参数模型,利用文献报道的Mn-C系的热力学性质,使用测定的和文献报道的Mn-Fe熔体中C的溶解度值,以及文献报道的Mn-Fe-C熔体中Mn的活度系数值、MnO(s)和CO平衡Mn-Fe熔体的组成,通过热力学推导,实验数据处理和线性回归分析,得到Mn-Fe-C系εCFe,εCFeFe,εCCFe与温度T的关系式。

合金溶液中溶质间活度相互作用系数预测模型

利用基于组分间性质差建立的统一外推模型(UEM),结合Miedema模型、Tanaka过剩熵关系式,给出了计算任意基体中溶质间活度相互作用系数的模型。该模型不仅在数学上可以覆盖由传统外推模型耦合Miedema模型导出的活度相互作用系数模型,还可以利用组分间的性质差大小定性解释由传统外推模型给出的活度相互作用系数模型的预测特点及其适用体系,且与实验结果吻合良好。

Fe-Mn-Al-O熔体中Mn、Al间活度相互作用系数的测定

鉴于有关高Mn、Al含量钢液中Mn、Al间活度相互作用系数的研究匮乏,以及缺乏合理热态试验方法的现状,首先采用不同方法开展相关热力学试验,得到了适用于高Mn、Al含量钢液的热力学研究方法。采用电阻炉开展试验,将CaO-Al_(2)O_(3)渣覆盖在Fe-Mn-Al熔体表面,防止Al的氧化和Mn的挥发,保证热力学数据的准确性。其中,金属与渣的质量比为2.4。之后,将样品置于Al_(2)O_(3)坩埚中、外套石墨坩埚开展试验,试验采用Ar-H_(2)混合气,流量比为9∶1,样品在1600℃条件下平衡2 h。结果表明,随着Mn含量的增加,Al含量降低;采用Wagner模型进行分析,最终得到Mn、Al间的一阶活度相互作用系数e^(Mn)_(Al)为0.0288、二阶活度相互作用系数r^(Mn)_(Al)为-0.00025。

298.15K Li_2B_4O_7-MgCl_2-H_2O体系热力学性质的电动势法测定及离子相互作用模型的研究

测定了298.15K下,无液接电池Li-ISE│Li2B4O7(mA)(aq.),MgCl2(mB)(aq.)│AgCl/Ag的电动势,利用测定结果计算了Li2B4O7-MgCl2-H2O体系离子强度在0.05～3mol?kg-1范围内,不同MgCl2离子强度分数的溶液中LiCl的平均活度系数,并给出了其随离子强度I,B4O72-和Mg2+浓度的变化规律.结合以往关于该体系和Li2B4O7-LiCl-H2O,Li2B4O7-H2O体系的等压研究结果,用迭代和多元线性回归方法对Li+-Mg2+-Cl--B4O72--H2O体系的离子相互作用模型进行了研究.具体方法为考虑了该体系在不同的总硼浓度范围H3BO3,B(OH)-4,B3O3(OH)-4和B4O5(OH)42-四种含硼化合物的存在以及各硼化合物间的化学平衡,以修正了的Pitzer渗透系数方程和活度系数方程为基础,对该体系的等压法和电动势法研究结果进行最小二乘拟合,拟合的标准偏差为0.0167,用该模型计算的该体系的渗透系数、活度系数与实验值基本一致.

Fe—C—j(j=Ti,V,Cr,Mn)熔体的热力学性质规律

利用本文提出的热力学性质方法，根据Ｆｅ－Ｃ－ｊ（ｊ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ）熔体中的Ｃ溶解度与温度及第三组元ｊ之间的关系式，研究了Ｆｅ－Ｃ－ｊ熔体中第三组元ｊ对Ｃ溶解度的影响因子ｋｉ；ｍｊ以及组元的活度相互作用系数与第三组元ｊ原子序数间的关系，探讨了 Ｆｅ－Ｃ－ｊ（ｊ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ）熔体中不同组元热力学性质的变化规律．

Fe-C-V、Fe-C-B熔体热力学性质

在1435,1485℃时分别测定了C在Fe-C-V和Fe-C-B熔体中的饱和溶解度。目的在于:用新的方法处理实验数据,获得熔体中溶质组元之间的活度相互作用系数。通过热力学推导和计算,得到熔体中组元之间某些重要的相互作用系数有:εVC=εVC=-11.96;eVC=-0.0542,eCV=-0.2443;εBC=εBC=14.16;eBC=0.2597和eBV=0.2344。

Mn基体系热力学性质与温度关系的研究

实验测定了不同温度时C在Mn-Fe熔体中的溶解度。Mn-Fe熔体从纯Fe到纯Mn的整个浓度范围内C溶解度计算式为XC=0.6321e(-1413.6/T)-0.1001XFe。通过热力学推导和计算,获得Mn基体系热力学性质与温度的关系式为:1)Mn-C系,lgXbC=-613.8/T-0.1992,ΔG珚ΘC=26717-57.45T(J/mol),lnγ0C=3213.5/T-3.7905,εCC=9883/T+5.7773,eCC=222/T+0.0494;2)Mn-Fe-C系,εFeC=582/T+0.0204,εFeC=1776/T+0.4760和eFeC=8.3134/T+0.0018。

研究Mn-Fe-P-C系热力学性质的新方法

用新方法处理了文献报道的1400℃C饱和的Mn-Fe-P-C系的实验结果。热力学推导与计算结果表明,Mn-Fe-P-C系(XFe=0.0785～0.1209,XP=0.0010～0.0085)中C的饱和溶解度、lnγC和lgfC的计算式分别是-lnXC-9.8543XC=1.2373XFe+17.2820XP-1.3754,lnγC=-1.4014+9.8543XC+1.2373XFe+17.2820XP+0.0260和lgfC=0.1532犤%C犦+0.0055犤%Fe犦+0.1153犤%P犦+0.0150。lnγC和lgfC计算式中的0.0260和0.0150分别是Wargner式中二次及二次以上的项对lnγC和lgfC的影响。

Mn-Fe-V-C系热力学性质研究

实验测定了1450℃Mn-Fe熔体和Mn-Fe-V-C系中C的溶解度。Mn-Fe熔体自纯Mn到纯Fe浓度范围,C溶解度可用下式计算:-lnXC-9.6310XC=-1.6094XMn-0.3241或-lnXC-11.4624XC=1.4914XFe-1.9335。Mn-Fe-V-C系(XV=0.0041～0.0985,XFe=0.0036～0.0872),C溶解度,lgγC和lgfC的计算式分别是-lnXC-11.4624XC=1.4914XFe-6.0124XV-1.8335,lnγC=-1.8335+11.4624XC+1.4914XFe-6.0124XV和lgfC=0.1771犤%C犦+0.0066犤%Fe犦-0.0277犤%V犦+0.0594。通过热力学推导与计算,得到如下热力学数据:(1)Fe-C系和Fe-Mn-C系,lnγ0C=-0.3241,εCC=9.6310,eCC=0.1625,εMnC=0.5491,εMnC=1.6094,eMnC=0.0063;(2)Mn-C系和Mn-Fe-C系,lnγ0C=-1.9335,εCC=11.4624,eCC=0.1771,εFeC=0.3545,εFeC=1.4914,eFeC=0.0066;(3)Mn-Fe-V-C系,εVC=-6.0124,eVC=-0.0277。

Mn-Fe熔体热力学性质与温度的关系

实验测定了1350,1375,1425,1450℃时C在Mn-Fe合金熔体中的溶解度。Mn-Fe合金熔体全浓度范围(从纯Mn到纯Fe)内,C溶解度计算式是XC=1.1231e(-2955/T)+0.1112XMn。通过热力学推导和计算,获得Mn-Fe合金熔体热力学性质与温度的关系式:(1)Fe-C系,lnγ0C=5515/T-3.4981,εCC=5796/T+6.2902,eCC=157.6/T+0.0717,lgXbC=-1283/T+0.0504和ΔG珚ΘC=45852-55.84T;(2)Fe-Mn-C系εMnC=-1447/T+0.2813,εMnC=-2301/T-0.2930和eMnC=-7.779/T-0.002。

溶剂/PET体系气液平衡研究

采用反相气相色谱法测定了溶剂/PET在不同温度下无限稀溶剂活度系数和F lory-hugg ins相互作用参数。应用UN IFAC-FV、GK-FV和E lbro-FV模型对溶剂/PET体系中以质量分率表示的无限稀释活度系数进行了估算。结果表明,UN IFAC-FV模型能相对较好地预测溶剂/PET体系中溶剂的无限稀释活度系数。