混和能的概念22867

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,混合能的概念及应用,1,混合能的概念,1.1,、混合能的引入,1.2,、混合能的计算,2,混合能的应用,2.1,、混合能的应用,2.2,、举例,提 纲,1.1,混合能的引入,自从,Wagner,和,Schottky,在,1930,年在相的计算中提出对晶格缺陷的热力学处理后；人们就意识到，要想对含有亚晶格的溶液进行充分的描述，就必须把亚晶格的影响考虑在其中。,混合能对含有亚晶格的溶液的作用，与晶格稳定性在置换溶液中的作用一样。,混合能的引入是为了描述具有两个或更多亚晶格的相得热力学性能，这些性能会随着成分的变化而改变。,假设物相的结构由亚点阵模型,(,A,B)k(D,E,F)l,来表示。其中,A,、,B,属于一个亚晶格，而,D,、,E,、,F,属于另一个亚晶格。,K,、,l,是它们的化学计量比，也就是说，每摩尔物质中含有,k+l,个原子。,当所有的组分是单个原子，单个离子或空位时，每个单元里的原子数为：,物质的理想混合熵：,参考平面的混合能：,组分,I,在标准态的,Gibbs,能：,1.2,混合能的计算,每个化学式所包含的原子数：,过剩,Gibbs,能：,混合,Gibbs,能：,=,2,混合能的应用,2.1,混合能的应用,混合能的概念已经大量的应用于相的模拟计算中，而且被用来处理各种各样的问题。尤其是在利用,CALPHAD,来优化二元和多元合金系统中有广泛的应用。,2.2,举例,N,在多元合金中的溶解性：,由于,N,能够用来提高材料的力学性能、抗腐蚀性以及摩擦性；因此，人们对,N,在多组元合金溶解的热力学模型进行了大量的研究。,在,6,元合金,Cr-Fe-,Mn,-Mo-N-Ni,中，铁素体和奥氏体分别用,(Fe,Cr,Mn,Mo,Ni)1(N,Va)3,和,(Fe,Cr,Mn,Mo,Ni)1(N,Va)1,来表示。,他们的,Gibbs,能由下式得出：,右图中的实线表示通过计算的,N,元素在低有序度的物质中的溶解性与压力的关系；虚线表示的是,N,元素是在具有高有序度的金中溶解性与压力的关系。,右图是通过动力学模型来获得的,N,溶解性的一些热力学信息。纵坐标是在不锈钢中奥氏体的含量。在计算过程中假设铁素体转变为奥氏体的过程受,N,原子扩散控制。实验结果证明通过,N,成分的预测是非常准确的。,