纯金属元素高压相图的评估和计算

发布时间：2017-10-11 06:30

  本文关键词：纯金属元素高压相图的评估和计算

  更多相关文章： 高压相图 物态方程 CALPHAD方法 Murnaghan理论模型 Mie-Grüneisen理论模型

【摘要】：高压相图是物质在压力下的状态图,揭示了物质在高压下的特殊状态和相平衡的关系。物质在高压或超高压下的行为已经吸引了固体物理、地理学、化学、天体物理学、材料科学和冶金学方面的科学家进行大量研究工作。高压相图的研究能为许多领域提供有用的信息。因此,对物质高压条件下相关系和相图的描述具有重要意义。SGTE纯单质数据库作为热力学计算的基础性数据库描述了78种纯单质元素不同相的吉布斯自由能随温度的变化情况,给出了不同温度下的相关系。然而对于压力变化时吉布斯自由能的变化情况描述甚少,因此基于SGTE纯单质数据库,采用适当理论模型探索和研究纯单质元素在不同压力下吉布斯自由能的描述是很有必要的。本工作利用CALPHAD的计算方法对吉布斯自由能的描述,结合不同的状态方程,完成了对纯金属元素高压相图的评估。补充了SGTE纯单质数据库中对于Ti的?相吉布斯自由能的描述,结合Murnaghan理论模型完成了对Ti的高压相图的描述,计算出了Ti的三相点,与实验值较为符合。结合近年来的实验或计算数据,对Mo、W和Cu在压力状态下的参数重新进行了评估,利用Murnaghan理论模型完成了高压相图的描述,并和以前的评估结果进行了对比,吻合程度较好,成功检验了Murnaghan理论模型在实验范围内的准确性。各模型中的参数均通过最小二乘法拟合得到,并通过MATLAB来描述各元素的高压相图。运用CALPHAD的计算方法,将Mie-Grüneisen理论模型应用于纯金属元素高压相图的计算和评估。将Mie-Grüneisen理论模型应用于解决吉布斯自由能中关于体积V的积分,通过换限积分的方法,成功的完成了对压力部分吉布斯自由能的描述,并证明了将Mie-Grüneisen理论模型结合SGTE数据库来描述高压相图的可行性。初步探索了Be的包含hcp,bcc,fcc和liquid相的高温高压下的相关系和相转变,并预测了Be的P-T相图。利用Mie-Grüneisen理论模型能够预测温度和压力范围更大的纯元素的高压相图。
【关键词】：高压相图 物态方程 CALPHAD方法 Murnaghan理论模型 Mie-Grüneisen理论模型
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG113.14
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-10
• 第2章 文献综述10-19
• 2.1 高压相图的研究现状10
• 2.2 物质的状态方程10-11
• 2.3 获得高压相图的方法11-18
• 2.3.1 理论计算11-12
• 2.3.2 实验评估12-18
• 2.3.2.1 SGTE数据库的介绍12-13
• 2.3.2.2 CALPHAD方法简介13-18
• 2.4 本课题的研究内容18-19
• 第3章 研究方法19-28
• 3.1 MATLAB软件简介和最小二乘法19-20
• 3.2 理论模型的分析20-28
• 3.2.1 Murnaghan模型20-25
• 3.2.2 Mie-Grüneisen模型25-28
• 第4章 基于MURNAGHAN模型高压相图的计算和评估28-47
• 4.1 Ti的高压相图的计算和评估28-34
• 4.2 Mo的高压相图的计算和评估34-39
• 4.3 W的高压相图的计算和评估39-43
• 4.4 Cu的高压相图的计算和评估43-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 基于MIE-GRüNEISEN模型高压相图的计算和评估47-55
• 5.1 Mie-Grüneisen模型对Be的高压相图的计算和评估47-54
• 5.2 本章小结54-55
• 第6章 工作总结与展望55-56
• 6.1 论文总结55
• 6.2 工作展望55-56
• 参考文献56-61
• 致谢61-62
• 个人简历与攻读硕士期间科研成果62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 沈中毅;高压相图[J];物理;1986年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 马丁;基于Thermo-Calc的Ti-Al-X三元合金相图热力学计算[D];哈尔滨工业大学;2007年

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本文编号：1010991