热力学基本方程在相变过程中的应用

本文从热力基本方程的导出过程和对逆相变，不可逆相变的实例计算，充分说明了热力学基本方程对不做非体积功的相变过程可完全适用。     

相变材料对砂浆热效应的影响

研究了相变材料状态、掺量对砂浆热效应的影响；系统研究了有机相变材料（某多元醇）嵌入到导热系数较高的二氧化硅纳米层空间内，制备有机-无机纳米复合相变蓄热材料的工艺条件及其效果．结果表明：相变材料直接掺人砂浆中掺量达1％～3％（占砂浆胶凝材料质量分数），具有明显的蓄热降温效应，但在50℃环境下耐久性明显下降；复合相变材料较纯相变材料相变潜热提高1．66倍，50℃环境下耐久性明显提高．     

马氏体相变塑性及其在淬火数值模拟中的应用

相变塑性是淬火过程中伴随着马氏体相变所发生的一种特殊变形现象。从Greenwood-Johnson公式出发，通过实验测试出该公式中的常数K，发现K不仅与应力有关，而且和马氏体转变量的大小也有一定关系。同时，提出了一种新的计算相变塑性的方法。将该公式应用到淬火的数值模拟中，对比计算结果和实验测试结果表明，淬火模拟的数字模型中考虑相变塑性比不考虑相变塑性更符合实际情况。     

相变防护服的数值研究

利用简化传热模型，以皮肤表面温度为参考，研究了相变防护服在0℃海水及火场两种极端条件下的防护性能与相变材料的潜热、熔点及厚度的关系．研究发现相变防护服在极端温度条件下具有良好的防护性能，可大大延长相关人员的作业时间；所选相变材料的熔点和潜热对相变防护服的性能有重要影响，潜热大且熔点高的相变材料的防护性能好；在重量允许的范围内相变防护服的性能随厚度的增加有明显提高．     

马氏体相变切—转晶体学理论及其应用

以马氏体相变切－转点阵变形机制为出发点，建立了基于形状变形ＩＰＳ的定量晶体学理论，这个理论成功地应用于｛３ １５ １０｝ｆ和｛２ ５ ２｝ｆ两类基本马氏体相变，不仅解释了所有实测常规晶体学，而且还能用于理解各种马体形貌和｛２５２｝ｆ相变独特的晶体学特性。     

C60晶体中有序相变的热力学模型

对Ｃ６０晶体中的有序相变提出了一个热力学模型，并计算了热力学性质，在同一临界温度上，序参量、熵、内能及比热都发生明显的跃变，与实验结果符合。     

储能建材性质的改善及相变温度的优化

对两组二元相变物质混合物Ｃ２２Ｈ４４Ｏ２＋Ｃ１６Ｈ３４和Ｃ１８Ｈ３８＋Ｃ１６Ｈ３４渗入民用建筑材料基体所形成的储能建材，进行了差热分析，得到了相变温度的变化规律，给储能建材相变温度的优化提供了必要手段，基于节能目标建立了相应在温度的寻优数值模型，分析了气候的影响及寻优的效果，对相变物质建材表面的结霜趋势进行了讨论，建议以使用相变物质混合物作为控制结霜的一种主要方法。     

相变储能材料的相变过程温度模型

基于集总参数法和矩形相变等效比热假设建立了相变材料的相变过程温度模型．该模型与实验结果吻合很好．利用该模型定量研究了环境温度、相变潜热、相变温度范围和换热效率等多种因素对相变行为的影响，初步得出如下结论：环境温度对相变开始时间和持续时间均有明显影响，随着环境温度的升高，该二时间呈指数形式下降；相变材料的潜热对相变开始时间没有影响，对相变持续时间有明显影响，持续时间随潜热线性增加；相变温度范围对相变开始时间也没有影响，而相变持续时间随相变温度范围的增加平缓地增加；相变材料与环境之间的换热效率显著影响相变过程开始和持续的时间，二者随换热效率的提高呈指数形式下降．     

联合不可逆聚集过程的渐近行为

用联合集过程的动力学方程，讨论了当核为Ｋｌ（ｉ１，ｉ２，…，ｉｌ）＝（ｉ１ｉ２，…，ｉｌ）其中Ｋｌ体的结核时，联合聚集过程的胶凝相变的判定和长胶凝点集团尺寸分布的渐近行为。     

从fcc到sc的相变模型：压力诱导相变

提出了一个从面心立方（ｆｃｃ）到简立方（ｓｃ）的相变模型，模型中的粒子之间的相互作用是势是各向异性的Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ势，用ＭｏｎｔｅｔＣａｒｌｏ方法研究了该模型的有序无序转变以及相变温度与压力的关系，结果表明，序参量和晶格常数随温度而增大并在相变点有一个突变，亚稳态的存在和两相共存表明该相变是一个典型的一级相变，该模型可以唯象地描述固体Ｃ５０的相变特征。     

不变线应变原理及其在相应晶体学研究中的应用

介绍了固态相变的晶体学特征（主要包括位向关系、惯习面、晶体生长方向以及相变应变）的形成机制，以及有关相变不变线应变的前期理论工作，着重阐述了“三维不变线应变模型”的原理、计算方法及其对相变晶体学特征的预测方法。实验研究结果表明，具有针状、棒状或板条状析出相的ＦＣＣ〈＝〉ＢＣＣ和ＨＣＰ〈＝〉ＢＣＣ析出相变的晶体学特征与不变线应变模型预测的几乎完全一致，表明不变线应变模型实际上已成为一个扩散型相变晶体     

合金设计对贝氏体相变动力学影响的建模研究

采用基于形核控制机制的贝氏体等温相变动力学模型研究了合金设计对贝氏体相变动力学的影响.针对两种贝氏体高强钢，采用热膨胀仪在425~350℃开展了等温贝氏体相变实验，观察到了不同程度的贝氏体不完全相变现象.基于形核控制机制，采用切变型相变动力学模型对两种实验钢的贝氏体等温相变行为进行了建模研究，模型中同时考虑了晶界形核和自催化形核.最后，对比分析了两种实验钢中形核激活能、未转变奥氏体体积分数以及形核速率等的差异，为贝氏体高强钢的成分设计及工艺创新提供理论指导.     

形变奥氏体→铁素体转变的动力学研究

基于相变动力学和热力学原理，并根据Schieil叠加原理和热膨胀实验结果，建立了形变奥氏体(γ)→铁素体(α)连续冷却相变动力学行为的预测模型，将其应用于形变奥氏体后的控制冷却过程，可以计算出铁素体相变开始温度以及室温组织中的体积分数等参数．该方法的计算模拟结果与实测结果吻合很好，表明这种理论的计算方法是可行的．     

一个不可逆相变问题解的先验估计

给出了一个不可逆相变问题，证明了给定ｘ（ｔ）时其解的先验估计。     

非平衡相变的临界耗散行为

在非平衡相变规格化模型基础上，讨论了非平衡相变与平衡相变的差别与联系。考察了非平衡相变临界参考态的耗散情况，引入一参量ＭＤ来衡理其临界耗散的强弱程度。在临界点的无限小邻域内导出ＭＤ与系统参量的依赖关系。ＭＤ的临界奇异性用临界耗散指数θ来描述，在此我们计算给出了非平衡相变中三类临界的θ值。把平衡相变的临界参考态作为非平衡相变临界参考态的一种极限情况，将二者统一在一起。     

单级和两级相变复合材料体系隔热有效性分析

单级和两级相变复合材料体系隔热降温特性的优劣取决于相变复合材料体系的输出功率大小，输出功率越大，说明其有效性大即隔热降温特性越好．在单级相变材料中存在着最佳相变温度，因而产生最大有效输出功率．通过实验及理论分析证明：采用两级相变体系的效率要比单级相变体系的效率提高５９％．     

复合相变储能材料的选择

相变材料的选择主要依据是相变温度．根据实验要实现的致冷目标，依次选定相变温度，再据相变温度选择相变材料．通过加入适当比例的成核剂和增稠剂，以解决无机相变材料的主要问题：过冷现象和分层现象．最终选择、配制出合适的两级相变材料体系，即：Ca（NO3）2·4H2O＋4．7％碳酸盐成核剂＋1．9％增稠剂体系，和Na2CO3·10H2O＋6％硼酸盐成核剂＋4．5％增稠剂体系．     

经典多组分体系核化理论

核化是每一个一级相变过程的第一步，而工业过程和人类日常生活中的许多相变现象往往都是一级相变，因此，对核化现象的研究具有重要的理论意义和应用价值。     

高压下Gd“不规则”相变的研究

采用Ｍａｏ－Ｂｅｌ型金刚石对顶砧（ＤＡＣ）及高压在位（ｉｎｓｉｔｕ）粉末Ｘ光衍射照相方法研究了Ｇｄ在０～３７ＧＰａ压力区间内的压致相变和等温压缩行为．实验结果表明：Ｇｄ分别在１２．４８ＧＰａ及２５．６３ＧＰａ发生了由ｈｃｐ→Ｓｍｔｙｐｅ→ｆｃｃ两次结构相变．用Ｍｕｒｎａｇｈａｎ等温状态方程对其压缩数据进行最小二乘法拟合，得到Ｂ０＝（２３．６２±２．１５）ＧＰａ，Ｂ′０＝３．６９±０．３２．本文给出这一压致结构相变模型，初步讨论了这一“不规则”相变的成因．     

Cr1-xPx合金的结构与磁性

采用固相烧结法制备了Cr_1-xP_x（x=0.01～0.1）系列合金，系统研究了其成分、晶体结构、磁性和磁相变的相互影响关系。同时用熔炼法制备Cr_1-xSi_x合金进行对比。粉末X射线衍射和SEM/EDX实验结果表明，当x<0.03时，Cr_1-xP_x系列合金为单相性较好的立方结构（空间群为Im-3m）。Cr_1-xP_x系列合金的固溶度约为3%，大于3%时Cr-P以析出相（Cr₃P）的形式存在。磁性和DSC测量表征奈尔温度、热滞和磁相变的结果表明，掺杂少量P元素使Cr_1-xP_x系列合金的奈尔温度降低。Cr_0.98P_0.02和Cr_0.985Si_0.015合金具有反铁磁-顺磁的磁相变，伴随着热滞，具有一级相变的特征。