崔佳鑫[1]2017年在《Ti-V-Zr/Co储氢合金体系的热力学研究》文中研究指明随着石油资源的日渐匮乏和生态环境的不断恶化,寻找和发展新型能源为全世界所瞩目。氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源及能源载体,已经引起人们的广泛关注。随着氢能源的不断发展,作为氢能源发展的技术难点之一,氢气的储存也越来越受到人们的重视。以体心立方(bcc)结构固溶体为主相的钛钒基固溶体储氢合金是一种新型高容量储氢合金,是近年来的一个研究热点。Ti-V固溶体本身的储氢量很大,但不具备可逆的电化学吸放氢能力,Ti-V基合金中第二相的存在具有改善合金吸放氢性能的催化作用,从而使得该类合金在常温常压下有着良好的吸放氢动力学性能。因而,目前主要采用合金化方法,在bcc为基的Ti-V固溶体储氢合金中加入laves相形成元素,例如Zr,Co,Ni,Mn等元素,从而在Ti-V固溶体储氢合金中形成bcc+laves两相储氢合金,能够使储氢性能得到一定程度的提升。本文重点针对Zr和Co合金化元素与Ti和V基础元素构成的二元及叁元体系,进行实验测定和热力学优化评估,同时对Se-Sn-Te体系也进行了实验测定和热力学优化,从而为储氢合金材料的优化设计和工艺控制提供重要的基础数据。主要研究工作如下:首先,进行相平衡实验测定。通过对V-Zr二元合金样品的凝固组织、各相的晶体结构及化学成分的实验测定,对合金的凝固过程进行分析,结合文献报道的相关实验数据,完善了 V-Zr二元体系相图;通过对Ti-V-Zr和Co-Ti-V叁元合金的凝固组织、各相的晶体结构及化学成分的实验测定,开展合金的凝固过程分析,结合文献报道的相关实验数据,构建了 Ti-V-Zr/Co两个叁元系完整的液相面投影图;通过对Ti-V-Zr叁元合金等温热处理的平衡组织、各相的晶体结构及化学成分的实验测定,确定了 1073K和1273K温度下全成分范围内的相平衡关系,构建了 Ti-V-Zr叁元系在1073K和1273K温度下的等温截面图。然后,利用CALPHAD技术,根据体系中各相的晶体结构特点,建立了合理的统一的热力学模型;在完善V-Zr二元相图的基础上,重新优化评估了 V-Zr二元系;在文献报道的相平衡及热化学实验数据的基础上,重新优化修正了 Ti-Zr和Co-V两个二元系;在文献报道及本文实验测定的液相面投影图及等温截面图的基础上,优化评估了 Ti-V-Zr和Co-Ti-V两个叁元系,优化结果与本工作测定和文献报道实验结果符合较好。除此之外,实验研究了 Se-Sn-Te叁元体系的液相面投影图,并且结合文献报道的实验数据,优化评估了 Se-Sn-Te叁元体系,热力学计算能够很好地再现实验结果。
朱代漫[2]2016年在《(Va,Ce,Yb)(Co,Fe,Ni)_4(Sb,Ge)_(12)方钴矿热电材料部分子体系的热力学研究》文中研究说明笼状开放结构的CoSb_3基方钴(Skutterudite)具有较高的电导率和塞贝克效应(Seebeck effect),是一种性能优良的新型热电材料,受到了人们广泛的关注。由于该类材料的热导率较高,目前研究的热点主要集中于通过加入异类原子来降低热导率,从而提高热电性能。如果在Skutterudite结构中引入重而小的原子(Ce、Yb),使之形成填充型Skutterudite结构,利用填充原子的“扰动效应”形成很大的热声子散射截面,可以有效降低热导率。同时,通过对于框架原子Co或Sb进行取代,如用Fe/Ni取代Co或用Ge取代Sb,形成置换型合金化合物,可以增强点缺陷散射及质量波动散射,显着降低热导率。因此,填充+置换型方钻矿热电材料体系主要包含Ce、 Yb、Co、Ni、 Fe、Sb、Ge等合金组元,本文对其中的部分子体系Ce-Ge、Ni-Yb、Fe-Sb、 Ge-Yb、Co-Fe-Sb、Ce-Fe-Sb进行了相关的热力学相平衡的实验测定和热力学特征参数的优化评估,获得了自洽、合理的热力学参数,为材料的优化设计和工艺控制提供重要的基础数据。首先是相平衡实验测定。为了获得足够的相平衡信息和充分认识填充元素Ce对二元、叁元平衡相图的影响,本文通过对Ce-Ge二元和Ce-Fe-Sb叁元铸态合金的凝固组织、各相的晶体结构及化学成分的实验测定,开展合金的凝固过程分析。结合文献报道的相关实验数据和本文补充测定实验结果,修正了40-60 at.%Ge范围内的Ce-Ge二元系的相平衡关系；首次构建了Ce-Fe-Sb叁元系完整的液相面投影图。通过对Ce-Fe-Sb叁元合金等温热处理的平衡组织、各相的晶体结构及化学成分的实验测定,确定了823K温度下全成分范围内的相平衡关系,构建了等温截面图。其次是热力学特征函数的优化评估和热力学数据库的建立。利用CALPHAD方法,根据体系中各相的晶体结构特点,建立了合理、统一的热力学模型；在文献报道的相平衡及热化学实验数据的基础上,优化评估了相关二元系Ce-Sb、Fe-Sb、Ge-Yb、Ni-Yb和相关叁元系Co-Fe-Sb;在文献报道及本文实验测定的40-60 at.%Ge的Ce-Ge二元系相平衡关系的基础上,优化评估了Ce-Ge二元系；在文献报道及本文实验测定的液相面投影图及等温截面图的基础上,优化评估了Ce-Fe-Sb叁元系；分别获得了(Ce,Yb)-(Co,Fe,Ni)-(Sb,Ge)填充+置换型方钴矿热电材料所包含的部分上述二元系和叁元系的热力学数据,建立了相应的热力学数据库,热力学计算能够很好地再现实验结果。另外,贯穿全文的是CALPHAD方法在分析合金组织和相平衡关系等方面的应用。特别是采用pandat软件中的Scheil-Gulliver模型,通过对典型的Ce-Fe-Sb叁元铸态合金在凝固过程的相组成及相含量的计算,并与相应的实验凝固组织进行对比,证明了凝固过程模拟结果能够很好地解释实验现象,分析合金的组织演变规律,指导实际工作中合金的成分设计。本文关于填充+置换型方钴矿热电材料体系的相平衡、热力学研究结果,对热电材料的成分设计和工艺控制等具有重要的参考作用。
温明忠[3]2007年在《Mg-Al-Zn-Y-Th五元系镁基合金相图的计算及热力学数据库建立》文中认为镁合金是工程应用中最轻的金属结构材料,其比强度和比刚度大,具有良好的铸造性能、好的导热性、电磁屏蔽性能、机械加工性能、阻尼性能以及再加工回收特性,在航空航天、汽车、电子等领域正得到日益广泛的应用。为了更有效地优化合金成分、选择合理的工艺来改进合金性能,有必要掌握相图和热力学信息。本论文基于计算相图的方法(CALPHAD),对Mg-Al-Zn-Y-Th五元系的相图进行热力学优化与计算,并在此基础上建立该五元系的热力学数据库,主要研究工作如下:(1)系统地收集、整理、分析了Mg-Th和Al-Th两个二元系的相图及热力学性质的实验数据,并运用CALPHAD方法,首次对Mg-Th和Al-Th两个二元系的相平衡进行了热力学优化与计算,计算的Mg-Th和Al-Th两个二元系相图和热力学性质与实验数据基本一致。结合文献报道的Mg-Al二元系的热力学参数,外推计算了Mg-Al-Th叁元系在327℃、427℃和527℃的等温截面相图。(2)系统地收集、整理、分析了Zn-Y二元系的相图及热力学性质的实验数据,并基于相图计算(CALPHAD)方法,对Zn-Y二元系进行了热力学优化与计算。根据已报道的Al-Zn-Y叁元系相图的实验数据和其它两个基础二元系Al-Zn和Al-Y的热力学参数,计算了Al-Zn-Y叁元系的相平衡,计算的300℃、500℃的等温截面相图与实验数据吻合得很好。(3)系统地收集、整理、分析了Zn-Th和Y-Th两个二元系的相图及热力学性质的实验数据,并运用CALPHAD方法,首次对Zn-Th和Y-Th两个二元系的相平衡进行了热力学优化与计算,计算的Zn-Th和Y-Th两个二元系的相图和热力学性质与实验数据吻合很好;同时结合本论文已经优化的Zn-Y二元系的热力学参数,外推计算了Zn-Y-Th叁元系在627℃、727℃、927℃的等温截面相图。(4)根据本研究建立的Mg-Al-Zn-Y-Th五元系热力学数据库,外推计算了Mg-Zn-Th、Mg-Y-Th两个叁元系的部分等温截面相图和Mg-xAl-1Zn-1Y和Mg-xZn-1.8Th-1Y四元系的纵断面相图,并对Mg-9Al-1Zn-1Y、Mg-9Al-1Zn-1Y -1Th和Mg-2.2Zn-0.7Y-3Th叁种成分合金体系的平衡凝固过程进行模拟。
陈泰黎[4]2016年在《Nd/Pr-Fe-B合金体系的热力学优化计算》文中研究说明稀土永磁材料是实现电能向动能和动能向电能转化的关键材料。稀土Nd使用量的增长,势必引起伴生稀土资源的浪费。使用轻稀土元素部分替代Nd-Fe-B磁体中的Nd元素有望在不明显降低磁性能的前提下减少Nd的含量。另外,第叁代Nd-Fe-B系稀土永磁材料的发现及发展正是基于对Nd-Fe-B叁元体系相图和叁元化合物相的研究。因此,本文将主要从轻稀土RE-Fe二元体系相图和Nd-Fe-B叁元体系的相平衡等方面进行以下研究工作:(1)在收集、整理、评估Fe-Pr二元体系的文献实验数据的基础上,设计和制备了部分关键的合金样品,采用热分析技术测定了合金样品的相转变温度,采用相图热力学计算方法(CALPHAD),热力学优化计算了Fe-Pr二元系相图,获得了合理准确的Fe-Pr二元体系的热力学参数。(2)收集Fe-Nd体系的相图实验数据,确定现有实验数据是否可靠,对于存在争议的零变量反应,用实验重新验证其反应温度,结合评估过的Fe-Nd二元热化学实验数据,采用相图热力学计算方法(CALPHAD),热力学优化计算了Fe-Nd二元系相图,获得了合理可靠自洽的Fe-Nd二元热力学参数。(3)收集评估现有Fe-B和Nd-B边界二元的相图实验数据及热化学实验数据,确定可靠的Fe-B和Nd-B边界二元热力学数据,结合本文获得的Fe-Nd二元系相图热力学参数,外推计算了Nd-Fe-B叁元体系相平衡,初步建立了符合实验数据的Nd-Fe-B叁元体系相图热力学参数。
戚海英[5]2014年在《部分高强耐热稀土镁合金体系的相关系及其凝固组织分析》文中进行了进一步梳理摘要：镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料,具有比重轻、比强度和比刚度高、良好的电磁屏蔽能力、阻尼减震性好、易切削加工性和可再生利用性等优异性能,在汽车、航空航天及电子产品等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景,被誉为“21世纪绿色工程材料”。然而,镁合金室温强度不高、高温强度低、抗蠕变性能差等缺点,严重阻碍了镁合金的应用。稀土加入镁合金中能够提高其力学性能、抗蠕变性能及耐腐蚀性能等,Mg-Zn合金中添加稀土元素会显着改善合金的力学性能和耐热性。本文结合国家自然科学基金项目(No.50731002)：新型镁合金结构材料相图与合金化研究,通过实验测定和相图计算(CALPHAD)方法,对Mg-Ce-Gd-La-Nd-Pr-Sm-Zn多元系中部分二元、叁元系的相关系进行了研究,根据所建立的热力学数据库模拟了典型Mg-Zn-RE合金凝固过程中的组织演变,为镁合金的设计提供理论依据,主要研究工作如下：(1)采用合金法,通过X-射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)等检测分析手段,测定了Mg-Zn-Gd叁元系673K富镁角的等温截面。实验证实了存在叁元相X相(14H长程有序结构)、W相(面心立方结构)和I相(二十面体准晶结构),检测到叁个两相区：(Mg)+X、(Mg)+W、(Mg)+I;四个叁相区：(Mg)+X+Mg5Gd、(Mg)+X+W、(Mg)+W+I、L+(Mg)+I。其中Mg5Gd相、W和I相都有一定溶解度范围。结合实验结果和文献信息,运用CALPHAD方法优化计算了Gd-Zn二元系和Mg-Zn-Gd叁元系,其中液相采用替换溶液模型,有序相BCC_B2与无序相BCC_A2采用了同一个吉布斯自由能表达式,以处理BCC_B2与BCC A2之间的有序无序转变关系。计算结果与实验数据吻合。(2)采用同(1)实验方法测定了Mg-Gd-Nd叁元系673K富镁角的等温截面。实验检测到叁元相p,检测到两个叁相区：(Mg)+Mg41Nd5+β Mg5Gd+Mg41Nd5+β;两个两相区：(Mg)+Mg5Gd、(Mg)+Mg41Nd5。二元化合物Mg5Gd、Mg41Nd5有较大的溶解度范围。结合实验结果和文献信息,运用CALPHAD方法优化计算了Gd-Nd二元系和Gd-Mg-Nd叁元系。计算结果与实验信息吻合。(3)结合实验信息,选择合理的热力学模型,采用CALPHAD方法优化计算了Mg-Zn-La、Mg-Zn-Ce、Mg-Zn-Nd、Mg-Zn-Pr和Mg-Zn-Sm叁元系,其中所有有序相BCC_B2与无序相BCC_A2都采用了同一个吉布斯自由能表达式来处理BCC_B2和BCC_A2之间的有序无序转变。每一个叁元合金体系都得到一套自洽的热力学参数。(4)建立了Mg-Ce-Gd-La-Nd-Pr-Sm-Zn多元系的热力学数据库,可应用于稀土镁合金的成分和热处理工艺设计。(5)采用扫描电子显微镜和X-射线衍射分析等检测分析手段,观察了几个典型的Mg-Zn-RE (RE=Ce、Nd、Gd和Sm),Mg-Gd-Nd合金的铸态组织。采用所建立的热力学数据库,模拟了这些合金的平衡凝固和Scheil凝固过程,并与实验观察到的相关合金铸态微观组织进行了对比分析,合理地解释了实验合金在凝固过程中的组织演化过程。
薄宏[6]2013年在《L1_2相强化的耐热铝合金相关体系热力学研究》文中研究表明铝合金因质轻,比强度高,导电导热性能好,易加工等优势在航空航天,电力工业,汽车行业等各个领域一直都发挥着举足轻重的作用。虽然近年来铝合金在飞机上的应用渐渐受到钛合金和复合材料的挑战,但仍高居主体结构材料的地位。提高铝合金的高温强度,开发耐热铝合金是目前铝合金研究的一个重要方向。众所周知,添加稀土元素Sc会形成L12_A13Sc相,可有效地提高A1合金的耐热性。然而,其高成本注定了含Sc铝合金只能应用在军工领域或民用高档消费品上。寻找其他合金化元素来部分甚至全部取代Sc有着重要的技术和经济意义。围绕利用L12_A13X相强化的核心思想,目前在开发设计代Sc耐热铝合金方面主要有两种设计理念。一种是通过使预先形成的非晶态合金晶化来形成L12强化相,一种是直接通过快速凝固或粉末冶金技术在基体中析出L12强化相。据此,本文选择了含稀土元素和过渡族元素的几个有代表性的体系进行了热力学与扩散动力学方面的研究,以期为L12相强化的新型耐热铝合金的开发提供理论和实验依据。主要展开了以下工作：(1)采用CALPHAD (CALculation of PHAse Diagram)方法首次对Al-Cu-Ce, Al-Cu-Zr和Al-Cu-Sc叁元系的相图进行了热力学优化,建立了准确可靠的热力学描述。根据优化的热力学参数计算了Al-Cu-Ce和Al-Cu-Zr叁元系中晶体相在各个成分的过冷液相中析出的初始驱动力,构建了全成分范围的驱动力面投影图。采用驱动力准则从热力学角度阐释了它们的非晶形成能力,预测了富铝角非晶形成能力比较高的成分范围。(2)采用扫描电镜/能谱(SEM/EDX), x射线衍射(XRD)以及差示扫描量热法(DSC)等检测手段,利用合金法实验研究了Al-Sc-Zr和Al-Sc-Y叁元系873K等温截面、变温截面以及液相投影面。借助SQS(Special Quasirandom Structures)超胞模拟Sc-Zr二元系hcp_A3固溶体,用第一原理方法计算其混合焓,并优化了该二元相图。另外,A1-Y二元相图也重新进行了热力学优化。在上述工作基础上,将第一原理计算与CALPHAD方法相结合,首次建立了Al-Sc-Zr和Al-Sc-Y体系的热力学描述。(3)同样利用合金法,通过SEM/EDX, XRD和DSC等检测手段实验研究了Al-Dy-Zr和Al-Gd-Zr叁元系873K等温截面、变温截面以及液相投影面。采用第一原理方法计算了Dy-Zr和Gd-Zr二元系hcp_A3固溶体的混合焓。根据该计算结果、评估的相图和文献报道的实验信息优化了这两个二元相图。另外,重新优化了Al-Dy和Al-Gd二元相图。将实验研究、第一原理计算与CALPHAD方法相结合,建立了Al-Dy-Zr和Al-Gd-Zr体系的热力学描述。(4)优化了A1和Zr原子在Al-Zr二元系各固溶体相fcc_Al, bcc_A2和hcp_A3中的原子移动性参数。在ZrAl3化合物相中引入很小的溶解度范围,结合平均互扩散系数的概念,模拟了Zr/Al扩散偶界面ZrAl3相的扩散生长。通过拟合ZrAl3相扩散层厚度,获得了各个温度下ZrAl3相的平均互扩散系数,并建立了平均互扩散系数与温度的关系。对于不同实验中ZrAl3相扩散快慢不同的现象进行了合理的解释。
刘长江[7]2009年在《Fe-V-X（X：Nb，Ti）系相平衡的实验测定及微合金钢热力学数据库的建立与应用》文中进行了进一步梳理低碳钢微合金化技术是20世纪70年代金属材料学科的新型研究领域,也是提高材料性能的重要技术之一。Fe-V-X(X:Nb,Ti)合金系是微合金钢开发中重要的子体系,同时也是有前途的金属储氢材料体系。Fe-V-X(X:Nb,Ti)合金相图的研究是Fe-V-Nb和Fe-V-Ti合金设计及各种性能研究的基础。本研究对Fe-V-X(X:Nb,Ti)系相平衡进行了深入研究,初步建立了Fe-V-Nb-Ti-C-N六组元的微合金钢热力学数据库,并探讨了该热力学数据库的应用。本研究主要完成的工作如下:(1)首次实验测定了Fe-V-Nb叁元系在1000℃、1100℃、1200℃和1300℃下的全成分范围等温截面相图。(2)基于文献报道的Fe-V、Fe-Nb和Nb-V叁个子二元系的优化结果,利用CALPHAD技术,在本研究实验结果的基础上,对Fe-V-Nb叁元系的相平衡进行了热力学优化与计算。(3)实验测定了Fe-V-Ti叁元系在800℃、1000℃、1050℃、1100℃、1200℃和1300℃下的全成分范围等温截面相图,基于XRD结果确定了新叁元化合物φ相的成分为Fe_3Ti_6V_1,属六方晶系,MgZn_2结构。(4)利用CALPHAD技术,结合文献报道的Fe-V、Fe-Ti和Ti-V二元系的优化结果,在本研究实验结果的基础上,选择和建立了合理的热力学模型,对Fe-V-Ti叁元系的相平衡进行了热力学优化与计算。(5)基于本研究的研究成果和文献报道的其他二元系和叁元系热力学信息,初步建立了Fe-V-Nb-Ti-C-N六元系相图的热力学数据库,并探讨了该热力学数据库的应用。利用该数据库计算了微合金钢的纵断面相图及不同成分微合金钢平衡凝固时相分数与温度的关系图,从相平衡角度阐明了在微合金钢中铌可以部分替代钒,且添加0.01、wt.%Nb的作用约与0.02～0.05、wt.%V的作用相当。
莫畏[8]2011年在《Be-X（X＝Cu，Cr，W，Th，V）二元体系热力学研究》文中提出铍合金有着优异的物理和机械性能,在国防、核工业等领域有着重要应用。而铍合金热力学、动力学数据库是提升现用铍合金性能和开发新型铍合金的重要理论基础。通过热力学计算获得铍合金相图关系能指导铍合金成分的精确设计,决定铍合金材料在加工成成品前的热处理方式,对材料的性能产生重要甚至是决定性的影响。本文使用国际通用的Calphad技术,对一系列铍合金二元体系进行了全面的热力学评估,建立了相关体系自洽的热力学数据库。本工作的主要成果为：1.建立了Be-Cu二元体系的热力学数据库；2.建立了Be-Cr二元体系的热力学数据库；3.建立了Be-W二元体系的热力学数据库；4.建立了Be-Th二元体系的热力学数据库；5.建立了Be-V二元体系的热力学数据库。
韦影[9]2002年在《合金体系的热力学优化与应用》文中研究说明热力学对于材料科学的研究具有重要的意义。热力学和相图的计算机耦合形成了相图计算技术，它可用来对物质体系进行热力学研究。 稀土金属间化合物有较好的应用前景，可用作超导材料等新型材料。目前，对其结构和稳定性已做了大量的研究工作，但对它们的热力学性质研究有限，热力学实验数据较少，它们与相图的一致性没有得到验证。运用相图计算技术，对稀土金属合金体系的相图和其有限的热化学数据进行热力学评估，获得合理、自洽的体系热力学描述和精确的相图数据，从而可逐步建立起稀土金属间化合物的热力学数据库，为稀土合金材料和工艺设计提供宝贵资料。本工作采用相平衡计算软件THERMO-CALC，对La-In、Au-La、Ag-Y叁个二元合金体系进行热力学优化评估，获得了体系的热力学参数，计算结果和实验数据吻合较好。 热力学分析结合相图研究还可用于解决生产实际问题。连续镀锌是热浸镀锌的一种，锌液中铝是一种很重要的添加元素，它对镀锌质量有直接的影响。但锌池中铝的测量与控制还存在困难。国外研究者曾提出一些解决办法，但都不尽人意。本工作在对Fe-Zn-Al叁元体系Fe溶解度曲线的热力学分析的基础上，用Matlab编制了带有图形用户界面的程序，把热力学分析应用于计算锌池中的有效铝含量，这将有助于热镀锌工业实现对铝含量的控制。
王培生[10]2012年在《Mg-Mn-Fe-Ni、Mg-Mn-Ca-Zr、Mg-Mn-Al-Li体系的相图及热力学研究》文中进行了进一步梳理与钢铁、铝合金等结构材料相比,镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、易切削加工、容易回收等特点。随着能源和原材料的短缺,对镁合金进行系统的研究显现出了巨大的应用价值。镁合金的相图热力学研究作为镁合金的基础研究,也显得越来越重要。但是由于镁的高挥发性以及高反应活性,对镁合金的相图热力学进行系统研究(特别是对包含Ca、Mg、Mn等元素的体系的研究)一直是相图研究领域的一个国际难题。本研究属于“多组元镁合金体系的相图测定、热力学计算及显微组织演变的模拟”研究项目中的一部分。本工作的主要工作思路是：自行设计一套可用于含Ca、Mg、Mn等高挥发性以及高反应活性元素的合金的制备以及检测方法,采用这套方法测定Mg-Mn-Fe-N、Mg-Mn-Ca-Zr以及Mg-Mn-Al-Li叁个四元系中含镁的叁元系的相平衡,在综合考虑所有的实验数据的基础上,对所有的叁元系及相关的二元系进行热力学计算。本工作主要研究成果如下：(1)在Fe-Mg-Mn、Fe-Mg-Ni和Mg-Mn-Ni叁个体系的研究中,本工作建立了粉末冶金法制备镁合金相图试样的流程。采用这套制备流程,本工作分别制备了Fe-Mg-Mn、Fe-Mg-Ni、Mg-Mn-Ni体系的试样。随后在对Ca-Mg-Zr、Ca-Mg-Mn、Ca-Mn以及Ca-Zr四个体系的研究中,针对Ca元素活性极大的特点,本工作还对此套流程进行了改进。本工作提出的粉末冶金法制备流程克服了由于Mg元素的挥发性在制备中引起的技术难题。(2)为了解决镁合金的差热分析这一世界性难题,本工作设计了种特殊的差热分析法,较好地解决了含高挥发、高反应活性元素体系相变温度测定问题,本方法具有精度高、全程水氧含量低的优点。利用该法,本工作精确测定了Mg-Mn-Ni、Mg-Mn-Zr、 Ca-Mg-Mn、Ca-Mg-Zr、Ca-Mn以及Ca-Zr体系的相转变温度。该方法可望进一步拓展到锂电池和贮氢功能材料的研究。(3)本工作系统分析了CALPHAD(相图计算)长期研究中易忽略的一些不合理相关系,如倒置溶解度隙、固(液)相的高温(低温)再稳定、金属间化合物的低温分解等问题。从热力学的角度分析了它们产生的原因。在此基础上,提出了热力学约束条件来消除计算中的不合理的相关系,并把这些热力学约束条件用到了Al-Li-Mg. Ca-Mg-Mn和Mg-Mn-Ni等体系的优化过程中。通过本工作提出的理论方法,成功地控制了热力学计算中不合理相关系的出现。(4)本工作通过自主创新发明的实验方法,测定了Fe-Mg-Mn、 Fe-Mg-Ni、Mg-Mn-Ni、Mg-Mn-Zr、Ca-Mg-Mn和Ca-Mg-Zr体系的等温截面以及变温截面。在本工作测定的实验数据以及文献数据的基础上,对Fe-Mg-Mn、Fe-Mg-Ni,Mg-Mn-Ni、 Mg-Mn-Zr、Al-Li-Mg、Ca-Mg-Mn和Ca-Mg-Zr叁元系以及边际Li-Mg、Ca-Zr和Ca-Mn体系进行了热力学优化和计算,获得了各个体系的自洽热力学参数。本工作对其中的绝大部分体系首次进行了实验测定及热力学描述。本工作的热力学描述具有高度的一致性,比如对于不同叁元系中具有同一结构的相的描述使用同一热力学模型。这为热力学数据库的进一步拓展奠定了扎实的基础,丰富和发展了镁合金相图热力学数据库。
参考文献：
[1]. Ti-V-Zr/Co储氢合金体系的热力学研究[D]. 崔佳鑫. 北京科技大学. 2017
[2]. (Va,Ce,Yb)(Co,Fe,Ni)_4(Sb,Ge)_(12)方钴矿热电材料部分子体系的热力学研究[D]. 朱代漫. 北京科技大学. 2016
[3]. Mg-Al-Zn-Y-Th五元系镁基合金相图的计算及热力学数据库建立[D]. 温明忠. 厦门大学. 2007
[4]. Nd/Pr-Fe-B合金体系的热力学优化计算[D]. 陈泰黎. 桂林电子科技大学. 2016
[5]. 部分高强耐热稀土镁合金体系的相关系及其凝固组织分析[D]. 戚海英. 中南大学. 2014
[6]. L1_2相强化的耐热铝合金相关体系热力学研究[D]. 薄宏. 中南大学. 2013
[7]. Fe-V-X（X：Nb，Ti）系相平衡的实验测定及微合金钢热力学数据库的建立与应用[D]. 刘长江. 厦门大学. 2009
[8]. Be-X（X＝Cu，Cr，W，Th，V）二元体系热力学研究[D]. 莫畏. 中南大学. 2011
[9]. 合金体系的热力学优化与应用[D]. 韦影. 湘潭大学. 2002
[10]. Mg-Mn-Fe-Ni、Mg-Mn-Ca-Zr、Mg-Mn-Al-Li体系的相图及热力学研究[D]. 王培生. 中南大学. 2012
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