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《mg2si相在合金中的 初級形態(tài)進(jìn)化和成長機(jī)制》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、論文翻譯學(xué)院：班級：姓名:學(xué)號：指導(dǎo)老師：聯(lián)合從頭實驗及相圖計算方法的改進(jìn)在Mg-Si系的熱力學(xué)評估評價眾所周知的Mg-Si系系統(tǒng)，提出一種新的熱力學(xué)理論，目的是解決其唯一的化合物Mg2Si相吉布斯自由能的持續(xù)不確定性。通過差示掃描量熱法測定Mg2Si的比熱容和焓變。運(yùn)用有限溫度下的密度函數(shù)理論和準(zhǔn)諧波逼近，Mg2Si的熱力學(xué)屬性附加計算和高于其熔化溫度。使用這些新的數(shù)據(jù)，特別是熱容量，相圖計算方法導(dǎo)致熱力學(xué)描述系統(tǒng)在狹窄的范圍內(nèi)對Mg-Si系的系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)評價。相反，一些以前的評價與倒在液體中的溶解度間隙是沒有問題的。雖然目前熔解數(shù)據(jù)焓竟然是在這個系統(tǒng)中與其他數(shù)據(jù)不一
2、致，新的評價準(zhǔn)確地描述了在這個系統(tǒng)中的所有其他可用數(shù)據(jù)。特別是Mg2Si吉布斯的能量現(xiàn)在可以被視為可靠的。1、介紹Al-Mg-Si系形成了大量的Al合金的基礎(chǔ)，這是重要的輕量適用范圍廣的應(yīng)用程序。Mg和Si的添加決定了這些材料的沉淀硬化。Al中的這兩個元素在固體和液體的溶解度是由Mg-Si系的唯一穩(wěn)定的化合物Mg2Si的穩(wěn)定性（吉布斯自由能）決定的。因此，Mg2Si主導(dǎo)Al-Mg-Si系中的相平衡和一個具有相當(dāng)?shù)闹匾詮V泛的Al合金。這是進(jìn)一步研究簡單Mg-Si系相圖，在數(shù)十年前已經(jīng)眾所周知。有人對其進(jìn)行了詳細(xì)的審查，推薦閱讀由哈希米和克拉克[1]出版的專著。然而，和相圖
3、相反，熱力學(xué)這個系統(tǒng)的性能仍然是難以捉摸的。這部分是由大量的實驗結(jié)合的Mg的高反應(yīng)性和高蒸氣壓的Si和Mg2Si相的熔融溫度較高等原因所造成的困難。盡管已經(jīng)有無數(shù)次的嘗試，但該系統(tǒng)熱力學(xué)建模[1-7]，仍然有一些成功的嚴(yán)重問題有待解決：所有評價[6,7]，除了顯示反轉(zhuǎn)相溶性缺口在3000K以下的液體，這是物理性錯誤。為了避免這個問題，元等。[7]采用卡普特方程[8]，而不是一個標(biāo)準(zhǔn)的線性溫度依賴性用于研究液體的相互作用。此外，Mg2Si的吉布斯自由能仍然不明朗，因為有一個大的可用的生成焓的分散數(shù)據(jù)和它在300K以上鮮為人知的熱容量。從費(fèi)孚等[4]和元等[7]的實驗作品中，
4、很顯然有一共同的△CP=0的假設(shè)（諾伊曼科普規(guī)則）來表示Mg2Si相的熱容量。這是本文的目的，是為了解決上述提到的問題，并提供一個準(zhǔn)確的熱力學(xué)描述，表示了現(xiàn)在的知識現(xiàn)狀。為此，對從頭計算以及Mg2Si相的實驗調(diào)查和以前發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)都進(jìn)行了仔細(xì)評估。從頭開始計算在T=0KMg2Si產(chǎn)量形成能（焓），而有限溫度的擴(kuò)展是基于Mg2Si的準(zhǔn)諧波的逼近和高于其熔點(diǎn)的熱容量所決定的。使用差示掃描量熱法（DSC）來測量Mg2Si的熱容量和熔化焓的Mg2Si以及液體→Mg2Si+Si（鉆石）共晶反應(yīng)焓。圖1圖2圖32。文獻(xiàn)資料評價2.1、相圖Mg-Si系相圖（圖1）是已知的，包括四個階
5、段：鎂（密排六方結(jié)構(gòu)），Si（金剛石結(jié)構(gòu)）Mg2Si（氟化鈣結(jié)構(gòu)）和液體。它具有兩個共晶反應(yīng)（圖2和3），每一側(cè)是同成分的熔融Mg2Si相化合物。Mg2Si相通常被認(rèn)為是化學(xué)計量，由于點(diǎn)缺陷的形成，Mg2Si被確定在能量超過1EV（約100千焦/摩爾）時，從頭計算方法根據(jù)內(nèi)在（充電中性）條件[9]，與事實相一致，實驗無偏差。此外，眾所周知，Mg是基本上不溶于硅的（鉆石），而鎂（密排六方結(jié)構(gòu)）中的Si的溶解度小，但不可忽略的[10]。Mg-Si系的文獻(xiàn)已被哈希米和克拉克[1]廣泛審閱。Mg-Si系的第一個相圖是100余年制作的，主要是基于熱分析。雖然在這個時候使用的硅相當(dāng)不
6、純，它們的相圖，已經(jīng)令人驚訝的接近目前公認(rèn)的相圖。沃勒和司克林[15]后來得到Mg-Si系相類似的結(jié)果圖。然而，他們主要關(guān)注的是Mg2Si的存在和穩(wěn)定性。在早期調(diào)查中已經(jīng)被確定。這可能是現(xiàn)在被稱為亞穩(wěn)相具有化學(xué)計算量的Mg5Si6[16]β'。施密特[17]研究富鎂合金，發(fā)現(xiàn)含1.2％的Si（在約3.5％的Si[14]）富鎂共晶反應(yīng)的液體，接近目前公認(rèn)的成分。最新對Mg-Si系相圖已進(jìn)行的調(diào)查，吉夫肯和米勒[11]，以及舒爾曼和菲舍爾[12]達(dá)成良好的協(xié)議，后者相對詳細(xì)，特別是周圍的富含Mg的共晶反應(yīng)（圖2）?；阪V的晶格參數(shù)的變化（HCP），雷諾[13]宣布在878K時
7、Si的溶解度為約0.003％的Si。悅[10]采用修改后的區(qū)熔技術(shù)確定的硅的最大溶解度（在共晶溫度;910K）為0.0028％，與雷諾吻合良好[13]。2.2。熱力學(xué)數(shù)據(jù)各種Mg2Si的量熱焓的測量在文獻(xiàn)中已報道[4,18-20]。庫巴斯科和別墅[18]測定了幾個-26.0千焦/摩爾原子，但由于這不是一個不完整的反應(yīng)的化學(xué)計量的組合物，所以分散相當(dāng)大?？品茽柕耓19]，得到了類似的結(jié)果（-26.4千焦/摩爾原子），但實驗細(xì)節(jié)不詳。布來耐克等。[20]用于進(jìn)一步開發(fā)的版本即庫巴斯科別墅[18]用熱量計發(fā)現(xiàn)=-27.9千焦/摩爾原
