Co-Mn-X（X：Ta，Pt，B，Dy，Pr）三元系相平衡的热力学优化与计算

论文摘要

Co-Mn基合金具有优异的磁学性能,因此在磁记录材料,形状记忆合金,磁性非晶材料,Heusler合金领域得到日益广泛的应用。为了更有效的改进合金性能、优化合金成分与工艺选择,掌握相图与热力学信息是十分必要的。本论文基于计算相图的CALPHAD方法,对Co-Mn-X（X:Ta,Pt,B,Dy,Pr）五个三元系的相平衡进行了实验测定和热力学优化与计算。本研究的主要工作如下:（1）系统的收集、分析了Mn-X（X:Dy,Pr,Pt,Ta）各二元系的热力学性质及相平衡的实验数据,首次对Mn-X（X:Dy,Pr,Pt,Ta）各二元系的相平衡进行了热力学优化与计算,计算的Mn-X（X:Dy,Pr,Pt,Ta）各二元系的相图与实验数据取得了良好的一致性。（2）通过合金法实验测定了Co-Mn-Ta三元系富Co侧在800℃、900℃、1000℃、1100℃、1200℃和1300℃时的相平衡。根据本研究测定的该三元系富Co侧相平衡和优化得到的Mn-Ta的二元系热力学参数,结合文献中报道Co-Mn和Co-Ta二元系的热力学参数,优化计算了Co-Mn-Ta三元系相平衡,计算结果与实验结果取得了良好的一致性。（3）通过合金法和扩散偶法测定了Co-Mn-Pt三元系富Co侧在700℃时的相平衡。根据本研究测定的该三元系富Co侧相平衡和优化得到的Mn-Pt的二元系热力学参数,结合文献中报到的Co-Mn和Co-Pt二元系的热力学参数,计算了Co-Mn-Pt三元系的部分相平衡。（4）结合已报道和本研究的Co-Mn-X（X:B,Dy,Pr）各三元系的基础二元系热力学优化结果以及已有的Co-Mn-X（X:B,Dy,Pr）三元系的相平衡实验信息,对Co-Mn-X（X:B,Dy,Pr）各三元系进行了热力学优化与计算;并外推计算了Co-Mn-X（X:B,Dy,Pr）各三元系的相平衡。本研究优化获得的热力学参数,将作为高性能Co-Mn基合金热力学数据库的部分内容,为Co-Mn基合金的设计及制备提供重要的理论指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 Co-Mn基合金的性能特点及其应用
• 1.1.1 Co,Mn元素的性能特点
• 1.1.2 Co-Mn基合金的研究现状与应用
• 1.2 相图与相图计算技术
• 1.2.1 相图测定方法
• 1.2.2 相图计算原理与方法
• 1.2.2.1 相图计算的发展过程
• 1.2.2.2 相图计算的原理
• 1.2.2.3 相图计算的步骤
• 1.2.2.4 相图计算的优点
• 1.2.2.5 Thermo-Calc软件介绍
• 1.2.3 相图与材料设计
• 1.2.3.1 材料设计的概念与途径
• 1.2.3.2 相图及其在材料设计中的应用
• 1.3 本研究目的与内容
• 参考文献
• 第二章 相图计算的热力学模型
• 2.1 相图计算的热力学模型
• 2.1.1 理想溶体模型
• 2.1.2 正规溶体模型
• 2.1.3 亚正规溶体模型
• 2.1.4 亚点阵模型
• 2.2 本研究中所采用的热力学模型
• 2.2.1 纯组元
• 2.2.2 液相和端际固溶体相
• 2.2.3 化学计量比化合物
• 2.2.4 金属间化合物溶体相
• 参考文献
• 第三章 Mn-X（X:Dy,Pr,Pt,Ta）二元系相图的热力学优化
• 3.1 Mn-Dy二元系相图的热力学优化
• 3.1.1 Mn-Dy二元系相图的实验信息
• 3.1.2 热力学优化与计算过程
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.2 Mn-Pr二元系相图的热力学优化
• 3.2.1 Mn-Pr二元系相图的实验信息
• 3.2.2 热力学优化与计算过程
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.3 Mn-Pt二元系相图的热力学优化
• 3.3.1 Mn-Pt二元系相图的实验信息
• 3.3.2 热力学优化与计算过程
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.4 Mn-Ta二元系相图的热力学优化
• 3.4.1 Mn-Ta二元系相图的实验信息
• 3.4.2 热力学优化与计算过程
• 3.4.3 结果与讨论
• 参考文献
• 第四章 Co-Mn-X三元系相图的实验测定和热力学优化
• 4.1 Co-Mn-Ta三元系相平衡的实验测定与热力学计算
• 4.1.1 Co-Mn-Ta三元系相平衡的研究现状
• 4.1.1.1 基础二元系
• 4.1.1.2 Co-Mn-Ta三元系
• 4.1.2 Co-Mn-Ta三元系相平衡的实验测定与热力学计算
• 4.1.2.1 实验方法
• 4.1.2.2 实验结果与讨论
• 4.1.2.3 热力学优化与计算过程
• 4.1.2.4 热力学计算结果与讨论
• 4.2 Co-Mn-Pt三元系相平衡的实验测定与热力学计算
• 4.2.1 Co-Mn-Pt三元系相平衡的研究现状
• 4.2.1.1 基础二元系
• 4.2.1.2 Co-Mn-Pt三元系
• 4.2.2 Co-Mn-Pt三元系富Co侧相平衡测定与热力学计算
• 4.2.2.1 实验方法
• 4.2.2.2 实验结果与讨论
• 4.2.2.3 热力学优化与计算过程
• 4.2.2.4 热力学计算结果与讨论
• 4.3 Co-Mn-B三元系相图的热力学优化
• 4.3.1 Co-Mn-B三元系相平衡的研究现状
• 4.3.1.1 基础二元系
• 4.3.1.2 Co-Mn-B三元系
• 4.3.2 热力学优化与计算过程
• 4.3.3 结果与讨论
• 4.4 Co-Mn-Dy三元系相图的热力学优化
• 4.4.1 Co-Mn-Dy三元系相平衡的研究现状
• 4.4.1.1 基础二元系
• 4.4.1.2 Co-Mn-Dy三元系
• 4.4.2 热力学优化与计算过程
• 4.4.3 结果与讨论
• 4.5 Co-Mn-Pr三元系相图的热力学优化
• 4.5.1 Co-Mn-Pr三元系相平衡的研究现状
• 4.5.1.1 基础二元系
• 4.5.1.2 Co-Mn-Pr三元系
• 4.5.2 热力学优化与计算过程
• 4.5.3 结果与讨论
• 参考文献
• 第五章 结论
• 致谢
• 攻读硕士学位期间科研成果
• 攻读硕士学位期间获得奖励