Cu-Mo-X（X：Er，Ni，Si，Th）三元系相平衡的热力学计算

论文摘要

铜钼合金由于具有高的导热导电性、低的热膨胀系数、特殊的高温性能、无磁性、低气体含量、良好的真空性能以及良好的加工性,在航空航天、汽车、电子等领域正得到日益广泛的应用。为了更有效的改进合金性能、优化合金成分与工艺选择,有必要掌握相图和热力学信息。本文基于计算相图的CALPHAD方法,对Cu-Mo-X（X:Ni,Si,Th,Er）四个三元系的相平衡进行了试验测定和热力学优化与计算,主要研究工作如下:（1）本文通过合金法实验测定了Cu-Mo-Ni三元系在1100℃、1200℃和1300℃以及Cu-Mo-Si三元系在1100℃和1200℃时的等温截面相图。（2）基于相图计算的CALPHAD方法对Cu-Th、Mo-Th、Cu-Er和Mo-Er二元系,以及Cu-Mo-X（X:Ni,Si,Th,Er）四个三元系的相平衡进行了热力学优化与计算:（a）系统的收集、整理、分析了Cu-Th、Mo-Th、Cu-Er和Mo-Er四个二元系的热力学性质及相平衡的实验数据,首次对Cu-Th、Mo-Th、Cu-Er和Mo-Er四个二元系的相平衡进行了热力学优化与计算,计算的Cu-Th、Mo-Th、Cu-Er和Mo-Er四个二元系的相图和热力学性质与实验数据吻合很好。（b）根据本研究的实验结果以及Cu-Mo-Ni和Cu-Mo-Si各三元系已有的实验相图,优化计算了Cu-Mo-Ni和Cu-Mo-Si三元系的相平衡,计算结果与实验结果取得了良好的一致性。（c）利用本论文已经优化得到的Cu-Th、Mo-Th、Cu-Er和Mo-Er二元系的热力学参数,结合文献中优化的Cu-Mo二元系的热力学参数,外推计算了Cu-Mo-Th和Cu-Mo-Er两个三元系的相平衡。本研究优化获得的热力学参数,将作为高性能Cu基合金热力学数据库的部分内容,同时为外推计算Cu-Mo基多元系的相平衡提供了理论基础,并为Cu-Mo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 铜钼合金的性能特点
• 1.2 铜钼基合金国内外研究进展及应用
• 1.3 相图与新材料开发
• 1.3.1 相图测定方法
• 1.3.2 相图计算技术
• 1.3.2.1 相图计算的原理
• 1.3.2.2 相图计算的步骤
• 1.3.2.3 相图计算的优点
• 1.4 研究目的和内容
• 第一章参考文献
• 第二章 热力学模型
• 2.1 常用的热力学模型
• 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
• 2.2.4.1 δ（MoNi）相
• 5Si₃相'>2.2.4.2 Mo₅Si₃相
• 第二章参考文献
• 第三章 Cu-Mo-Ni三元系相平衡的实验测定与热力学计算
• 3.1 引言
• 3.2 Cu-Mo-Ni三元系相平衡的研究现状
• 3.2.1 Cu-Mo二元系
• 3.2.2 Cu-Ni二元系
• 3.2.3 Mo-Ni二元系
• 3.2.4 Cu-Mo-Ni三元系
• 3.3 Cu-Mo-Ni三元系相平衡的实验测定
• 3.3.1 实验方法
• 3.3.1.1 合金样品的制备
• 3.3.1.2 热处理方法
• 3.3.1.3 显微组织的观察
• 3.3.1.4 成分分析
• 3.3.2 实验结果
• 3.3.2.1 Cu-Mo-Ni三元合金的铸态组织
• 3.3.2.2 Cu-Mo-Ni三元合金相平衡的实验结果
• 3.4 热力学优化与计算过程
• 3.5 结果与讨论
• 3.6 小结
• 第三章参考文献
• 第四章 Cu-Mo-Si三元系相平衡的实验测定与热力学计算
• 4.1 引言
• 4.2 Cu-Mo-Si三元系相平衡的研究现状
• 4.2.1 Cu-Si二元系
• 4.2.2 Mo-Si二元系
• 4.2.3 Cu-Mo-Si三元系
• 4.3 Cu-Mo-Si三元系相平衡的实验测定
• 4.3.1 合金样品的制备
• 4.3.1.1 合金样品的制备
• 4.3.1.2 热处理方法
• 4.3.1.3 显微组织的观察
• 4.3.1.4 成分分析
• 4.3.2 Cu-Mo-Si三元合金相平衡的实验结果
• 4.4 热力学优化与计算过程
• 4.5 结果与讨论
• 4.6 小结
• 第四章参考文献
• 第五章 Cu-Mo-Th三元系相平衡的热力学优化与计算
• 5.1 引言
• 5.2 Cu-Mo-Th三元系相平衡的研究现状
• 5.2.1 Cu-Th二元系
• 5.2.2 Mo-Th二元系
• 5.2.3 Cu-Mo-Th三元系
• 5.3 热力学优化与计算过程
• 5.4 计算结果与讨论
• 5.4.1 Cu-Th二元系
• 5.4.2 Mo-Th二元系
• 5.4.3 Cu-Mo-Th三元系
• 5.5 小结
• 第五章参考文献
• 第六章 Cu-Mo-Er三元系相平衡的热力学优化与计算
• 6.1 引言
• 6.2 Cu-Mo-Er三元系相平衡的研究现状
• 6.2.1 Cu-Er二元系
• 6.2.2 Mo-Er二元系
• 6.2.3 Cu-Mo-Er三元系
• 6.3 热力学优化与计算过程
• 6.4 计算结果与讨论
• 6.4.1 Cu-Er二元系
• 6.4.2 Er-Mo二元系
• 6.4.3 Cu-Mo-Er三元系
• 6.5 小结
• 第六章参考文献
• 第七章 结论
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文