用實(shí)驗(yàn)與熱力學(xué)計(jì)算相結(jié)合的方法研究Ca-Y、Mg-Ca-Y及Ce-Sr、Mg-Ce-Sr體系的相關(guān)系.pdf

1、鎂合金具有密度小,比彈性模量大,比強(qiáng)度高,消震性好,散熱好,耐有機(jī)物和堿的腐蝕性能,承受沖擊載荷能力比鋁合金大等優(yōu)良特性。隨著能源和原材料的日益短缺,作為鎂合金的基礎(chǔ)研究的的相圖熱力學(xué)研究就愈加顯現(xiàn)出重要性。在實(shí)際的研究開發(fā)中,由于鎂在高溫下極易揮發(fā)和氧化的活潑性質(zhì),制備高質(zhì)量的鎂合金樣品一直的相圖研究領(lǐng)域的一個(gè)國(guó)際難題。
　　本文作者采用了CALPHAD的方法選取關(guān)鍵合金名義成分點(diǎn),通過粉末冶金的方法將樣品壓制成直徑為0.5cm

2、的圓柱封于Ta管內(nèi)。由于Ca,Y,Sr和Ce的極易被氧化的特性,樣品的配制均在真空手套箱中進(jìn)行。綜合利用X射線粉末衍射(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)及差示掃描量熱法(DSC)等檢測(cè)手段測(cè)定了Ca-Y、Mg-Ca-Y及Ce-Sr、Mg-Ce-Sr體系的相關(guān)系,綜合考慮所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),構(gòu)建上述體系的實(shí)驗(yàn)相圖,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)Ca-Y和Ce-Sr二元系及Mg-Ca-Y和Mg-Ce-Sr三元系進(jìn)行了熱力學(xué)優(yōu)化

3、計(jì)算。主要工作如下:
　　1)測(cè)定了Ca-Y二元相圖,沒有發(fā)現(xiàn)二元化合物。
　　2)測(cè)定了Mg-Ca-Y三元系的400℃等溫截面。沒有發(fā)現(xiàn)三元化合物。該截面分別由7個(gè)單相區(qū),11個(gè)兩相區(qū)及5個(gè)三相區(qū)組成。元素Ca在二元化合物Mg24Y5、Mg2Y和MgY中最大固溶度分別為8.3at.％、15.4at.%和5.3at.%。元素Y在二元化合物Mg2Ca中最大固溶度為12.4at.%。
　　3)測(cè)定了Ce-Sr二元相圖,沒有

4、發(fā)現(xiàn)二元化合物。
　　4)測(cè)定了Mg-Ce-Sr三元系的400℃等溫截面。此截面沒有發(fā)現(xiàn)三元化合物。該截面分別由11個(gè)單相區(qū),16個(gè)兩相區(qū)及9個(gè)三相區(qū)組成。元素Sr在二元化合物Mg12Ce、Mg41Ce5及MgCe中最大固溶度分別為4.1at.%、3.6at.%和1.3at.%。元素Ce在二元化合物Mg17Sr2、Mg38Sr9、Mg23Sr6及Mg2Sr中的最大固溶度分別為3.4at.%、4.2at.%、3.7at.%和6.7a

5、t.%。
　　5)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,對(duì)邊際Ca-Y和Ce-Sr二元系及Mg-Ca-Y和Mg-Ce-Sr三元系進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算,通過優(yōu)化計(jì)算得到了各個(gè)體系的一套自洽的熱力學(xué)參數(shù)。
　　我們首次對(duì)Ca-Y和Ce-Sr二元系及Mg-Ca-Y和Mg-Ce-Sr三元系進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定及熱力學(xué)描述。我們對(duì)不同三元系中的同一結(jié)構(gòu)的相用同一模型進(jìn)行描述以便于把它們并于一個(gè)大的多組元Mg基數(shù)據(jù)庫(kù)。我們的工作為新型鎂合金的應(yīng)用開發(fā)提供