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Al-Si-Fe三元系热力学计算与评估

陈记龙 , 李谦 , 张捷宇 , 陈双林 , 安学会 , 罗群 , 李冰 , 周国治

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2012.03.001

利用Calphad技术和应用Pandat相图计算软件,重新评估了Al-Si-Fe体系液相投影图,550、727、800℃等温截面,以及不同成分合金在1 477℃时的液相混合焓.结果表明,计算所得相图及液相混合焓与实验数据相符,该工作建立的热力学模型及参数可作为外推建立Al-Zn-Si-Fe等高元体系数据库的基础,并对相关体系的材料设计工作具有重要的指导意义.

关键词: Al-Si-Fe三元系 , 相图 , 热力学计算

Al-Zn-Fe三元系相平衡优化及实验验证

杨帆 , 张捷宇 , 李谦 , 陈双林 , 周国治

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2010.05.002

结合最新报道的Al-Zn-Fe三元系热力学数据,利用CALPHAD技术,对Al-Zn-Fe三元系的热力学模型参数进行优化;并制备Al96.75Zn3.25/Fe(at%)扩散偶,将其在300 ℃下退火52.5天后取出水淬,利用EPMA对扩散层中存在的相进行检测.研究结果表明,优化后的Al-Zn-Fe三元数据计算所得各二元系相图、三元等温截面相图及热力学数据与实验值相符,该模型及参数可作为向高元体系外推的基础.

关键词: Al-Zn-Fe三元系 , 相图 , 热力学计算 , 扩散偶法

La-Mg-Ni体系富镁角的热力学优化与计算

张旭 , 李谦 , 陈双林 , 张捷宇 , 周国治

稀有金属材料与工程

运用CALPHAD方法系统地对La-Mg-Ni三元体系富镁角进行热力学优化与计算.选取置换溶液模型描述液相,三亚点阵模型描述La2Mg17-xNx,定化学计量比化合物模型描述LaMg2Ni,最终获得一组具有良好自恰性的热力学模型与参数.通过相图软件Pandat计算获得该区域的液相投影面图、673和773 K下的等温截面相图以及平衡反应等,且计算得到的相图和热力学数据与试验数据较好地吻合.

关键词: CALPHAD , La-Mg-Ni三元体系 , 相图 , 热力学优化与计算

铝基四元合金枝晶组织及微观偏析的数值模拟

戴挺 , 朱鸣芳 , 陈双林 , 曹伟生 , 洪俊杓

金属学报

建立了基于元胞自动机(CA)和热力学相平衡计算引擎(PanEngine)的二维耦合模型, 并应用于铝 基四元合金枝晶组织和微观偏析的数值模拟. 在该耦合模型中, 采用CA方法模拟枝晶组织的演变. 以固/液界面的平衡液相线温度和实际温度的差值作为枝晶生长的驱动力, 同时考虑了固/液界面曲率的Gibbs-Thomson效应. 通过求解溶质传输方程获得固/液界面处三种溶质的液相成分, 耦合PanEngine获得固/液界面处的平衡液相线温度及三种溶质的平衡固相成分. 为提高计算效率, 采用预制数据表格的优化策略将CA与PanEngine进行耦合. 将Al-4.5Cu-0.5Mg-1Si(质量分数, %)四元合金凝固时的固相分数随温度的变化以及固相分数和固相成分分布关系的模拟结果与Scheil模型和平衡凝固模型的预测结果进行了对比, 结果表明, 该模型不仅可应用于模拟多元合金中的枝晶生长形貌, 而且能对铝基四元合金系凝固的微观偏 析进行定量预测.

关键词: 数值模拟 , null , null

Mg-Zn-Si体系的相平衡计算及应用

赵阳子 , 赵云鹤 , 李谦 , 陈双林 , 张捷宇 , 周国治

稀有金属材料与工程

利用Calphaff方法重新评估了Mg-Si二元系的液相,并结合Mg-Zn和Zn-Si二元系热力学数据,外推得到Mg-Zn-Si三元系热力学参数;同时根据Mg2Si-MgZn2伪二元相图实验数据评估了Mg-Zn-Si系的液相三元相交互作用参数,计算相图与实验数据较一致.利用Scheil凝同模型模拟了Mg-2.33Zn-0.9Si(at%)合金的凝固过程,预测了镁合金在铸造冷却过程中的相演变信息,模拟计算结果与实验结果吻合较好.

关键词: Mg-Zn-Si系 , 热力学计算 , 相图计算 , 凝固

1273K下LaCrO3的标准生成自由能测定

陈双林 , 郝占忠

中国稀土学报

关键词:

铝基四元合金枝晶组织及微观偏析的数值模拟

戴挺 , 朱鸣芳 , 陈双林 , 曹伟生 , 洪俊杓

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.10.006

建立了基于元胞自动机(CA)和热力学相平衡计算引擎(PanEngine)的二维耦合模型,并应用于铝基四元合金枝晶组织和微观偏析的数值模拟.在该耦合模型中,采用CA方法模拟枝晶组织的演变.以固/液界面的平衡液相线温度和实际温度的差值作为枝晶生长的驱动力,同时考虑了固/液界面曲率的Gibbs-Thomson效应.通过求解溶质传输方程获得固/液界面处三种溶质的液相成分,耦合PanEngine获得固/液界面处的平衡液相线温度及三种溶质的平衡固相成分,为提高计算效率,采用预制数据表格的优化策略将CA与PanEngine进行耦合.将Al-4.5Cu-0.5Mg-1Si(质量分数,%)四元合金凝固时的固相分数随温度的变化以及固相分数和固相成分分布关系的模拟结果与Scheil模型和平衡凝固模型的预测结果进行了对比,结果表明,该模型不仅可应用于模拟多元合金中的枝晶生长形貌,而且能对铝基四元合金系凝固的微观偏析进行定量预测.

关键词: 数值模拟 , 元胞自动机 , PanEngine , 枝晶生长 , 微观偏析 , 铝基四元合金

基于热力学和动力学计算的Mg-Ni-RE(La,Nd,Ce,Y)-H多元系设计及应用

罗群 , 周国治 , 陈双林 , 李谦 , 张捷宇

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2016.01.07

稀土因性质活泼被以单质或者中间合金的方式添加到镁基储氢合金中形成稀土-镁基体系储氢合金,该合金由于具有优良的储氢性能而备受关注.但是目前缺少多元系稀土-镁基合金相图的指导,难免在设计材料配方时出现盲区,继而陷入"炒菜"式的摸索之中,缺乏针对性.储氢材料的吸放氢反应动力学研究,目前绝大多数的实验反复测定恒温条件下的反应分数与时间的关系上,很少研究各种因数,诸如温度、气相分压、颗粒大小等对反应速率的影响,更谈不上颗粒分布、变温变速等对反应速率的影响.基于热力学和动力学计算,研究了Mg-Ni-RE(La,Nd,Ce,Y)-H多元系,通过引入氢组元对比说明清楚相关储氢合金与金属氢化物的热力学稳定性的差别,利用CALPHAD技术预报多元系的压力-组成-温度(PCT)曲线,结合原位高温XRD和高分辨透射电镜(HR-TEM)结果,阐释了储氢合金吸放氢的热力学机制.同时,通过研究恒温和变温条件下氢化还原反应动力学模型,将吸放氢反应分数表达为温度、压力、颗粒大小、颗粒形貌等因素的函数,不但简化了计算,而且还便于从理论上对各种物理量进行讨论.引进了一个"特征时间"的新概念,它将在储氢材料的研究中发挥重要的作用.

关键词: 稀土-镁基合金 , Mg-Ni-RE(La,Nd,Ce,Y)-H , 热力学 , 动力学 , 材料设计

油润滑压缩机驱动的脉管型双活塞斯特林制冷机的实验研究

吴张华 , 罗二仓 , 戴巍 , 李峰

工程热物理学报

脉管型双活塞斯特林制冷机采用脉管(热缓冲管)将膨胀活塞从低温端移至常温端,提高了系统的可靠性.本文采用油润滑压缩机作为脉管型双活塞斯特林制冷机的驱动源,利用弹性膜传递声功并将制冷机侧的工作气体与压缩机侧被污染的气体隔开,解决了大功率无油润滑压缩机成本高且难以获得的问题.初步实验以氦气为工质在2.5 Mpa、15 Hz工况时,-80℃获得了200 W的制冷量,-9℃获得了400 W的制冷量.为低成本、高效率、-80℃温区的大制冷量制冷机提供了一个新的选择.

关键词: 斯特林制冷机 , 双活塞 , 脉管型 , 油润滑压缩机

Journal of Catalysis编委陈懿教授给<催化学报>主编林励吾院士的来信

催化学报

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