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镍基粉末合金中碳化物的析出行为及热力学分析

田素贵 , 谢广亮 , 谢君

材料热处理学报

利用Miedema和Toop热力学模型计算粉末镍基合金中碳化物的生成热、活度系数及NbC、TiC碳化物的过剩Gibbs自由能,进一步求出合金中析出NbC、TiC碳化物的Gibbs自由能与温度的关系式,研究粉末镍基合金中碳化物的析出行为.结果表明,在实验温度范围内,合金中可析出NbC、TiC碳化物,并确定出合金中NbC、TiC碳化物相的析出温度分别为1353 K和1090 K,由于Ti、Nb晶体结构的相似性,碳化物中两原子可相互置换,并以(Ni,Ti)C型线性碳化物形式存在.

关键词: 粉末镍基合金 , Miedema模型 , Toop模型 , Gibbs自由能 , 碳化物

元素Y和Ce在镁中存在状态及其热力学分析

赵鸿金 , 李涛涛 , 杨正斌 , 傅军铤

材料热处理学报

采用各种分析手段研究Y和Ce元素在镁中的存在形式和热力学行为,以及稀土元素对镁合金组织的影响.结果表明,镁合金的晶界处先形成Mg12Ce相,继而生成Mg24Y5相.镁合金经过固溶和时效处理后,在晶界和晶粒内分别析出Mg12Ce和Mg24Y5相;随时效时间延长,晶粒内逐渐出现更稳定的呈点状分布的相,它由Mg24Y5、Mg2Y及MgY3种化合物组成,晶界上也出现了由多种镁铈金属间化合物组成的相,镁合金硬度随时效时间先升高后降低再升高.

关键词: Mg-Y-Ce合金 , 时效处理 , 热力学分析 , Miedema模型

Er在Al-Mg-Si合金中的存在形式及其热力学分析

孙顺平 , 易丹青 , 陈振湘 , 周明哲 , 王斌

材料热处理学报

制备了3种不同饵元素含量的AI-Mg-Si合金,利用显微组织观察(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS),X射线衍射物相分析(XRD)、硬度测试与差热分析(DSC)等分析测试手段,研究元素Er在AI-Mg-Si合金中的存在形式,并运用Miedema模型对Er在AI-Mg-Si合金中的热力学行为进行了分析.结果表明:在AI-Mg-Si合金中,E:元素的添加可以有效细化铸态晶粒,减小枝晶间距.AI-Mg-Si-Er合金凝固过程时可形成α(Al)+ Er5 Si,初生共晶组织,显微组织呈鱼骨状,合金中大量Er_5 Si_3相的形成,使可时效析出的Mg_2Si相减少,合金硬度值减小.原子亲和力和金属间化合物生成焓的计算结果显示Er-Si原子之间的亲和力大于Mg-Er和AI-Er原子之间的亲和力,且饵硅二元金属间化合物生成焓负值更大,熔点更高,因此,在AI-Mg-Si-Er合金中,Er原子与Si原子优先形成饵硅相.

关键词: Al-Mg-Si合金 , , 铸态组织 , 热力学分析 , Miedema模型

机械球磨Al-64wt.%Ti混合粉末的微观结构和热稳定性研究

陈新亮 , 吴萍 , 刘兆庆 , 姜恩永

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.03.018

本文研究了机械球磨方法制备的Al-64wt.%Ti混合粉末的微观结构和热稳定性.X射线衍射谱(XRD)研究结果表明,经过140h的球磨作用,形成了hcp相的亚稳态Ti(Al)超饱和固溶体;然后对粉末压坯进行固态反应烧结,最终的平衡产物是AlTi和Ti3Al,并用Miedema模型计算并比较了各竞争相的热力学结果..

关键词: 机械球磨 , Al/Ti粉末 , 晶格缺陷 , 金属间化合物 , Miedema模型

铝-稀土金属间化合物形成焓的计算

王为 , 汤振雷 , 占春耀 , 聂祚仁

稀有金属材料与工程

详细分析了二元铝-稀土金属间化合物的形成焓的Miedema计算值和文献报道数据的误差分布.结果表明,计算值相比于文献中实验数据普遍呈现负偏差.为此,计算研究中需要针对铝-稀土元素重要的影响因子--稀土原子与铝原子的半径比来修正热力学计算模型.对铝-稀土金属间化合物的系列计算结果及其误差分析说明,修正的Miedema模型计算值更加接近实验值,误差由原来的36%缩小到目前的5%.并利用MTDATA热力学计算软件部分验算计算结果,证明依据新模型的热力学计算预测更加准确可靠.用新模型计算了常见的铝-稀土金属间化合物的形成焓,同时也计算了Al-Er,Al-Tb,Al-Gd 等研究数据缺乏的铝-稀土金属间化合物的形成焓.

关键词: 热力学计算 , 形成焓 , 铝-稀土金属间化合物 , Miedema模型 , MTDATA

脉冲电场对Al-1O%Cu熔体活度的影响

张震斌 , 王建中 , 齐锦刚 , 王冰 , 何力佳 , 苍大强

材料科学与工程学报

采用分配系数法,以Pb-10%Cu熔体为平衡相,结合Miedema生成热模型,考察了电脉冲作用前后Al-10%Cu熔体Cu组元活度的变化.研究表明,脉冲电场作用下,体系溶质Cu的分配系数由0.2876变为1.6541,Pb-10%Cu合金中Cu原子有向上部Al-10%Cu熔体扩散的倾向.计算结果表明,分配体系下部Pb-Cu合金中溶质Cu的活度由原来的0.1143变为0.0385,基于溶质Cu在体系上下部活度相等的事实,得出上部Al-Cu熔体溶质Cu的活度变化.

关键词: 铝铜熔体 , 分配系数 , Miedema模型 , 活度 , 电脉冲

Mg基贮氢合金放氢反应生成焓的数学模型

郑群 , 陈云贵 , 涂铭旌

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2005.01.024

在研究了 Mg- Ni- M系三元合金生成焓与组成、键参数之间的关系上,建立了生成焓的数 学模型,给出了影响生成焓的主要因素及影响程度的大小.结果表明,在 Mg- Ni- M系三元合金 体系中,元素的电负性差越大,电子浓度越小,合金的生成焓越负,合金氢化物越稳定.

关键词: 贮氢合金 , 生成焓 , 键参数 , Miedema模型

基于Miedema模型Al3X(Sc,Er,Zr,Li)点缺陷形成焓的计算

孙顺平 , 李小平 , 卢雅琳 , 李勇 , 黄道远 , 易丹青

稀有金属材料与工程

运用Miedema模型研究了Al3X(Sc,Er,Zr,Li)金属间化合物的形成焓,并结合点缺陷形成理论计算了Al3X空位和反位缺陷的形成焓.结果表明Al-Sc和Al-Er系形成焓较为接近,说明Sc和Er在Al中性质相近.Al-X(Sc,Er,Li)二元化合物中X原子的空位形成焓高于Al原子的空位形成焓,表明Al-X系二元化合物更易形成Al空位.Al3Er反位缺陷形成焓最大,Al3Zr和Al3Sc居中,Al3Li最小.Al3Sc、Al3Er和Al3Zr易于出现空位和反位两类缺陷共存的情形,而Al3Li反位缺陷形成焓明显小于空位形成焓,因而更易形成反位缺陷.

关键词: Al3X金属间化合物 , Miedema模型 , 形成焓 , 点缺陷

二元合金热力学模型-Miedema模型

吴春峰 , 李慧改 , 郑少波 , 杨存波

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2011.04.001

由于只需几个物性参数和设定常数,Miedema模型就能简单地计算二元合金液相或者固相的热力学数据,而且计算值与实验值吻合度较高,因而被广泛应用于二元合金热力学的计算.在介绍了该理论的物理模型的基础上详细阐述了Miedema半经验公式的推导以及物性参数和常数的确定,并对此模型的应用和误差做了客观的分析和总结.

关键词: 二元合金 , Miedema模型 , 电负性 , 电子密度

热镀Zn-0.2%Al镀层中Fe-Al抑制层失稳机理及其热力学评估*

刘力恒 , 车淳山 , 孔纲 , 卢锦堂 , 张双红

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2015.00416

在450 ℃镀锌条件下, 锌浴中加入质量分数为0.2%的Al, 采用SEM观察镀层的结构特征, 利用EDS定量分析相的微区成分, 利用其线扫描和面扫描定性分析镀层截面元素变化情况. 借助Miedema模型和Toop模型, 计算了镀层中各二元Fe-Al, Fe-Zn和三元Fe2Al5Znx (η)金属间化合物(IMC)的热力学值, 分析了随镀锌时间的延长, 出现Fe2Al5抑制层失稳破坏而产生Fe-Zn反应的根本原因. 结果表明, 因为Fe-Al IMC比Fe-Zn IMC具有更稳定的热力学性质, 钢基体与锌浴界面优先产生连续的Fe2Al5金属间化合物抑制层, 抑制Fe-Zn反应, 但随镀锌时间的延长, Fe2Al5的失稳破坏丧失对Fe-Zn反应的抑制作用, 生成FeZn10 (δ)相. Fe2Al5抑制层的失稳机制有两种: 一种是Fe2Al5/锌浴界面处Al的局部贫化导致Zn对Fe2Al5的侵蚀, 形成Fe2Al5Znx, 造成系统热力学稳定性降低, 从而导致Fe2Al5被Zn侵蚀分解, 同时在Fe2Al5/锌浴界面产生FeZn10 (δ)相; 另一种是Zn通过Fe2Al5晶界向钢基体扩散, 直接在Fe2Al5/钢基体界面产生δ相, 并引起Fe2Al5的迸发失稳.

关键词: 热镀锌 , Fe2Al5 , 金属间化合物 , 热力学 , Miedema模型 , Toop模型

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