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。

热障涂层热循环过程中的界面扩散系数

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积Ni-3 0Cr-12Al-0 .3Y(质量分数 ,% )粘结层 ,采用电束物理气相沉积方法 (EB -PVD)沉积 7%Y2 O3(质量分数 ,%ZrO2 )陶瓷层 .对粘结层与陶瓷层界面在 10 5 0℃循环 10 0次时的元素扩散 ,提出了电子探针与最小二乘法相结合的研究方法 ,求出元素在界面的扩散系数 .继续热循环 ,粘结层中Al贫化 ,Ni和Cr参与氧化 ,加速氧化反应 ,增加氧化膜内应力 ,使氧化膜破裂、陶瓷层剥落 ,最终导致热障涂层失效 .

高钛高炉渣在微波场中的加热行为

为在高钛高炉渣中引发微裂纹、有效降低其研磨难度,进行了微波加热高钛高炉渣的实验。在引发裂纹的过程中发现其不仅能被微波场有效加热,且有热失控现象发生。为探讨微波加热高钛高炉渣的机理以及产生热失控现象的原因,对不同种类的合成炉渣进行了微波加热实验。实验表明渣中CaTiO3对有效加热高钛高炉渣起到重要作用。利用Network Analyzer测量了其介电常数。测量结果表明CaTiO3的介电常数远远大于一般材料,定量说明了在微波场中CaTiO3对加热高钛高炉渣的作用。此外,实验测得CaTiO3的介电常数随温度的升高而增大,这种正反馈加热方式正是高钛高炉渣在微波场中发生热失控的主要原因之一。

微波场中加热水的模拟计算

微波环境下测温存在一些问题,借助数值模拟的方法可计算微波场中试样温度随加热时间的变化。计算过程中需考虑材料的介电常数随温度的变化。水的介电常数数据最完整,所以选水为研究对象,进行微波场中加热水的实验研究及数值计算。计算结果表明微波在炉腔内金属壁上全反射形成驻波。随着微波在水中的传播,其强度逐渐衰减,因此水表面的微波场最强。考虑水的介电常数随温度变化以及微波场在水中传播时的衰减等因素后,模拟计算出的水温随微波加热时间的变化与实验结果吻合较好。

微波场中加热高钛高炉渣的数值模拟

利用微波加热技术在高钛高炉渣内引发裂纹的实验过程中发现炉渣局部区域发生热失控现象。为探寻高钛高炉渣在微波场中产生热失控的原因,使用FEMAP和wave-jω软件计算了在多模式微波炉中高钛高炉渣及其周围空间内微波场和热三维分布情况,并对比研究了钙钛矿相和普通高炉渣吸收微波的能力。通过计算结果可知几乎所有的微波能都集中在被加热的高钛高炉渣试样中,即微波具有加热高钛渣自身而非周围环境的特点。另外,高钛高炉渣试样中微波场分布不均匀,且分散在炉渣中的钙钛矿相比其他矿物相更易被微波加热。以上2因素作用下微波加热高钛高炉渣时局部区域发生热失控现象。