分子相互作用体积模型在铜基液态合金体系中的应用研究

摘要

本文将分子相互作用体积模型应用于22个二元铜基液态合金体系热力学性质的预测,结果表明:分子相互作用体积模型在正偏差体系中效果较好;在负偏差体系中效果居中;在混合偏差体系中效果较差.同时,针对分子相互作用体积模型在求取二元负偏差体系可能出现多根的情况,具体给出了方程存在多根的区域,减少了该模型求取参数时的麻烦,并验证了选取乘积B<,ij>B<,ji>最大的这组根是可靠的.在此基础上,进一步将分子相互作用体积模型(MIVM)和几何模型应用于七个三元铜基液态合金体系及Cd-Bi-Pb、Cd-Bi-Sn、Cd-Pb-Sn、Cd-Bi-Pb-Sn、Zn-Cd-Pb-Sn、Zn-Cd-Bi-Sn和Zn-Cd-Bi-Pb-Sn七个公认的数据较为准确、可靠且完整的多元液态合金体系热力学性质的预测,结果表明:1)在三元系中,MIVM与几何模型的预测效果大体相当;而在四、五元系中,MIVM的预测效果略好于几何模型.2)MIVM与几何模型都可以从二元系热力学性质预测多元系热力学性质.然而,MIVM只需要二元系无限稀活度数据,几何模型则需要较为完整且连续的二元系数据.MIVM可适用于部分互溶体系,而几何模型不能应用于此类体系.此外,MIVM比几何模型具有一个更为清晰、可靠的物理基础.3)针对老一代几何模型,提出采用正规溶液模型作为判断实际三元液态合金体系的对称性的热力学判据是方便可靠的.从实际预测效果来看,采用该热力学判剧选择出恰当模型,对于非对称模型选择出恰当的非对称组元后,比新一代几何模型的预测结果要更为准确.最后,将分子相互作用体积模型应用于与铜熔炼密切相关的多元熔硫系的热力学性质的预测,结果表明:MIVM在二元及多元熔硫系热力学性质预测中效果均不理想,其原因在于:MIVM中假设分子相互作用能与组元浓度无关,而实际上熔硫系中的金属组元与硫存在着强烈的相互作用,并且这种作用随组元浓度变化较大.总之,研究结果表明MIVM具有较为可靠的物理基础,且仅需要二元系两组元的无限稀活度数据就可预测多元系,在液态合金体系中具有一定的优势.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2文献综述

1.2.1正规溶液模型

1.2.2几何模型

1.2.3分子相互作用体积模型（MIVM）

1.3本课题的提出及其目标和意义

第二章分子相互作用体积模型在二元铜基液态合金热力学性质预测中的应用及其多根问题的研究

2.1分子相互作用体积模型（MIVM）的热力学关系式

2.1.1修正的配位数方程

2.2 MIVM参数的获取

2.3 MIVM多根问题的讨论

2.4预测结果的比较和讨论

2.4.1 正偏差体系

2.4.2混合偏差体系

2.4.3负偏差体系

2.5本章小结

第三章分子相互作用体积模型和几何模型在多元铜基液态合金热力学性质预测中的应用及其比较研究

3.1几何模型及分子相互作用体积模型的热力学关系式

3.1.1几何模型

3.1.2分子相互作用体积模型（MIVM）

3.2模型参数的获取

3.2.1几何模型

3.2.2分子相互作用体积模型

3.3预测结果的比较及讨论

3.3.1几何模型

3.4本章小结

第四章分子相互作用体积模型在铜锍系热力学性质中的应用

4.1 MIVM二元参数的获取

4.2预测结果及讨论

4.3本章小结

第五章结论

参考文献

致谢

附录A 就读硕士期间撰写及发表的论文

附录B 本论文所需的Matlab程序