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AlAu_(4)、Al_(3)Au_(8)、AlAu_(2)、AlAu和Al_(2)Au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。

镍基粉末高温合金的热力学相图计算

相图计算可以为多元合金热处理工艺的制定提供重要的参考依据。利用Thermo-Calc软件对三种不同Al、Ti含量的镍基粉末高温合金进行了相图计算,得出三种合金在400~1400℃下平衡相的类型、组成和存在温度范围。研究了不同Al、Ti元素含量对合金相组成的影响规律,结果表明Al、Ti含量的增加会抑制μ相的析出,使μ相的析出温度降低,但会促进σ相的析出,提高σ相的析出温度。

氯化钾浮选尾盐溶矿回收钾相图分析及工艺研究

通过对冷分解—正浮选工艺生产氯化钾排出尾盐的研究,针对不同氯化钾含量的尾盐,利用水盐相图进行尾盐分解最佳需水量的确定,并对尾盐分解液蒸发分析,对在相图中处于钾石盐结晶区的尾盐分解液进行兑卤研究,确定最佳兑卤比例,兑卤完成液经盐田摊晒可得到生产氯化钾所需光卤石,提高钾资源利用率,为企业创造可观的经济效益。

无铅锡基钎料合金设计和合金相图及其计算

阐述了无铅钎料合金设计的原则,讨论了合金相图及其计算在无铅锡基钎料合金设计中的作用。利用相图计算技术筛选了可能代替Pb Sn共晶钎料合金的Sn Zn In三元(x(Zn)<0.11,x(In)=0.10～0.14)和Sn Zn In Ag四元(x(Sn)=0.800,x(In)=0.090,x(Zn)=0.075,x(Ag)<0.049)无铅锡基钎料合金。初步讨论了用相图计算技术在富Sn四元Sn Zn In Ag无铅钎料合金基础上,添加Bi,Sb等低熔点金属和微量Ce,La等稀土元素以降低贵金属In和Ag的含量,进一步提高无铅锡基多元合金钎料的综合性能和性能价格比。

相图计算及其应用

综述相图计算方法的发展现状、相图热力学计算常用的相描述模型及常用的热力学计算软件,并以Cu–Fe–Mn和Fe–Mn–Ni体系为例重点介绍相图热力学计算在材料设计及制备中的应用。

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+Mg5Gd。

相图计算耦合显微偏析数值模拟的宏/微观数值方法

论述了在显微偏析数值模拟研究中宏/微观模型的耦合数值方法和显微偏析模型与相图计算耦合的数值方法。宏/微观模型以潜热的处理为纽带,采用先进的迭代方法进行耦合;与相图的耦合是把与有关相图信息数据通过插值方法读入程序。这些方法为进行显微偏析数值模拟的研究提供了基础。

相图计算在Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr新型变形镁合金热处理工艺设计中的应用

本文以相图热力学计算为基础,计算了Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr新型合金的垂直截面图,并结合扎克哈罗夫经验公式和合金的DSC曲线分析设计了该合金的热处理工艺,并用CMT5105A型电子万能试验机和显微硬度仪测试了该合金的力学性能。结果表明:在计算所得的Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr相图指导下制定的热处理工艺是正确的;挤压态Mg-9Gd-3Y-0.6Zn-0.5Zr合金的最佳热处理工艺为:200℃时效63 h,抗拉强度σb为=430 MPa,比挤压态提高了30.9%。

基于五元相图计算的结渣倾向预测方法

本文利用化学热力学模型和相图计算的最新进展，首次采用ＣａＯ－ＦｅＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＭｇＯ五元物系的相图计算方法来预测煤灰的熔融特性及在软化温度下的矿物质组成，结果表明煤灰中随着ＣａＯ添加量的增大，灰熔点失降低后上升，并存在一个最小值，这是由于低温共熔物形成引起的，预测结果与ＸＲＤ实验结果进行比较，有相同的趋势。

聚醚砜四元制膜液体系的相图计算

以Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ理论为基础，对ＰＥＳ－ＰＧ－ＮＭＰ－Ｈ２Ｏ（聚醚砜－丙二醇－Ｎ－甲基－２－吡咯烷酮－水）四元制膜液体系的相图进行了计算．利用三元相图考察Ｈ２Ｏ和ＰＧ对液－液相分离的影响．在三元理论的基础上提出了低分子量添加剂的四元改性Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ理论，并提出了一种获得四元相图的方法．利用四元相图能较好地描述四元体系，利用改性的四元理论。

相图计算的研究进展

相图计算已经成为材料设计、冶金和化工等过程模拟的重要工具,越来越受到人们的重视。概述了相图计算(CALPHAD)的发展现状,重点强调了相图计算中描述有序相的模型、量子力学第一性原理与相图计算方法的结合和热力学与动力学的结合,并简要预测了今后相图计算的发展方向。

相图计算研究的进展

相图计算作为材料设计的一部分受到了人门更多的重视.本文概述了相图计算的优点,简要评述了相图计算方法的发展现状和前沿研究,着重强调了将第一性原理计算和相图计算方法相结合以及基于相图计算热力学数据库预测体系物理性质对于材料设计和冶金过程优化的重要性.

氧化物系相图若干特征的计算机预报研究

用人工神经网络和化学键参数相结合，总结算化物系相图的规律。据此可判断这类相图的中间化合物的化学配比是同分熔化还是异分熔化，并能对中间化合物的熔点或分解温度作粗略估计，估算结果与实验符合较好。本文还从结构化学角度探讨了这些经验规律的实质。

Na^+,K^+∥Cl^-,SO_4^(2-),CO_3^(2-)—H_2O五元体系25℃介稳相图的理论计算

本文建立在Pitzer电解质溶液理论的基础上,分别由Gibbs生成自由能和平均溶度积计算了Na^+,K^+,//Cl^-,SO_4^(2-),CO_3^(2-)-H_2O五元体系介稳相图。计算结果表明,前者偏离实验值,而后者与实验测定的介稳相图相吻合。由直线规则计算了内蒙古哈同察汗淖碱湖卤水的等温蒸发路线,结果令人满意。

热力学相图计算技术在闪速燃烧合成氮化硅铁中的应用

将热力学相图计算技术应用于Si-Fe-O-N体系,以评估由FeSi75粉闪速燃烧合成氮化硅铁的条件和目标产物。结果表明:将闪速燃烧温度控制在1200～1500℃之间较为适宜,此时平衡态产物中除主要含有Si3N4以外,还有一定量的Fe与Si间化合物和少量稳定的SiO2存在。此计算结果与实际试验结果吻合良好。

第一性原理计算在相图计算中的应用研究进展

相图计算(Calculation of Phase Diagram,CALPHAD)是冶金、化工、材料设计等各个领域的重要研究工具,随着传统材料体系的研究深入和新材料体系的不断被发现,相关的相图和热力学实验数据愈显匮乏.基于电子层面的第一性原理计算(First-principles Calculations),可以从体系基态性质出发,研究亚稳相、金属间化合物的结构、合金的稳定性,促进CALPHAD的发展.文中关注了近年来第一性原理计算在CALPHAD技术当中的应用研究进展,从计算化合物的能量性质,相图,动力学性质等方面进行系统阐述.

Fe-3%Si电工钢的相图计算及组织分析

使用热力学软件分析了碳含量对Fe-3%Si的电工钢相图的影响,考察了奥氏体和铁素体两相区内两相相对量随温度的变化.结合金相法观察了不同加热温度及不同保温时间的淬火组织,初步确定了不同温度及不同保温时间下电工钢组织的形貌特征.

油气烃类体系完整P-T相图模拟计算

通过对油气烃类体系相平衡热力学理论模型的分析 ,建立了以摩尔质量等比例关系和体积等比例关系表示的油气烃类体系完整P -T(压力 -温度 )相图的模拟计算方法。运用该原理并结合状态方程 ,模拟计算了典型的凝析油气体系、挥发油气体系和黑油体系的两种表现式的完整P -T相图。所得相图形态可直观地给出不同类型油气相态特征 ,不仅可为石油工业油气藏类型识别、开发阶段预测以及油气分离工艺设计等提供依据 ,而且在理论研究上还可用于评价状态方程对不同油气烃类体系的适应程度 ,检验烃类体系—状态方程模型—流体热力学参数场之间的热力学一致性。

马海盐湖低品位钾矿溶采卤水蒸发过程相图分析及计算

依据K+,Na+,Mg2+∥Cl-,SO42--H2O体系15℃介稳相图,对青海马海盐湖低品位钾矿溶采卤水进行了等温蒸发过程相图分析,揭示了该盐湖卤水蒸发过程中盐类富集行为和析出规律。依据相图通过计算得出:该盐湖卤水在等温蒸发时应采取分段蒸发,且给出了各个蒸发结晶池终了时刻应控制的母液组成,为该盐湖卤水的综合开发利用提供了理论依据。

相图计算在电子材料焊接中的应用

焊料与基体的界面反应对高性能电子材料焊接接头的力学性能和可靠性都有着很重要的影响。把焊接过程分为界面反应和剩余焊料凝固两个过程进行讨论 ,在相图热力学的基础上 ,通过计算亚稳相图、比较界面处局部平衡时各相形成驱动力大小 ,预测了Sn 3.5 %Ag/Cu、Sn 2 5 %Ag/Cu和Sn 3.5 %Ag/Ni扩散偶界面反应过程中的中间相形成序列 ;同时利用Scheil Gulliver凝固模型模拟了Sn 2 5 %Ag/Cu体系中过剩焊料的非平衡凝固过程 ,预测了焊料在随后冷却过程中的相演变信息。计算预测的结果与前人的实验结果吻合很好。