铁液中Al2O3纳米颗粒溶解和熔化的热力学研究

摘要

与块体材料相比,纳米材料尺寸小、界面能大,导致其溶解和熔化过程的热力学不同于块体材料.从理论上推导了Al2O3纳米颗粒在铁液中的元素平衡溶度积以及熔化温度与颗粒尺寸之间的关系,结果表明,随颗粒尺寸减小,平衡溶度积逐渐增加,熔化温度逐渐下降,而且粒径越小,平衡溶度积和熔化温度的变化率越大.经计算,1873K铁液中Al2O3的质量分数为0.01%时,半径为0.1nm的Al2O3颗粒比块体Al2O3的平衡溶度积增加了11.71%;半径为1nm的Al2O3颗粒在空气和铁液中的熔化温度分别为1849K和1267K,比块体Al2O3的熔化温度分别下降了454K和1036K.