液态金属凝固与形核热力学中有关公式的校正

分析了教材中关于液态金属凝固热力学条件和形核热力学中的公式推导过程,发现教材中存在参数的量纲前后不一致而得出错误结果的现象;通过统一量纲,获得了均质形核的正确临界晶核半径计算式,并通过实例对其正确性进行了检验.结果表明,所获得的临界晶核半径计算式正确.     

NiAl金属间化合物快速凝固冷却速度的估算

以热流分析为基础，估算了Ｎｉ原子分数分别为５３％和７２％的ＮｉＡｌ金属间化合物快速凝固过程中的速率，研究了合金比热，熔化潜热及结晶温度间隔等对冷却速率的影响。结果发现，ＮｉＡｌ金属间化合物快速凝固过程中的冷却速率为２．５６×１０＾４－８．０２×１０＾５Ｋ／ｓ之间。快速凝固开始后的冷却速率将有所下降，下降幅度和熔化潜热及结晶温度间隔的大小有关。     

液态金属原子大系统凝固过程模拟的并行算法研究

对原来只适用于在微机上对由500～1000个液态金属原子组成的小系统的凝固过程进行分子动力学模拟研究的串行计算程序作了分析,并进一步将其改造成为可以在YH-3M型巨型机上对由50000～100000个原子组成的大系统的凝固过程进行分子动力学模拟研究的并行计算程序.使模拟研究的系统可容纳的原子数扩大100倍以上,因而其模拟研究的结果更接近于真实情况.     

82A钢凝固过程中TiN夹杂析出热力学和动力学

用热力学和动力学方法研究82A钢液凝固过程元素偏析及其对TiN夹杂析出的影响.热力学分析表明, Ti的偏析比远高于N的偏析比;凝固冷却速度从6 K/min增至600 K/min过程中,凝固冷却速度对Ti、N凝固偏析比影响不大;钢液初始Ti含量降至0.000 2%、初始氮含量为0.002%～0.004%时,在凝固末期仍有TiN夹杂析出.动力学分析表明,随着钢液凝固冷却速度的加快,凝固析出的TiN颗粒尺寸明显变小.     

Al—Mg合金液态结构及快速凝固模拟

简介数值形式ＥＡＭ多体势的构造途径,并模拟Ａｌ,Ｍｇ及４种Ａｌ－Ｍｇ合金的液态结构,验证这种多体势可靠性及传递性。进而对Ａｌ８０Ｍｇ２０合金的快速凝固进行了分子动力学模拟,研究其微观结构演化特点。     

白钨矿碱分解过程的热力学和动力学研究

研究了白钨矿碱分解过程的热力学和动力学。测定了70℃,90℃及105℃下氢氧化钠溶液与人造白钨反应的平衡浓度商K_c。研究结果表明,该反应的K_c随温度的升高而增大,随碱浓度的升高而明显地增大;105℃下,NaOH浓度为5.68mol/L时,平衡浓度商K_c为0.0259;在70～90℃之间,其反应热为25.80kJ/mol,是一个吸热反应。动力学研究结果证明,反应过程受化学反应控制,反应的表观活化能为58.83kJ/mol,表观反应级数为1.73。升高温度和增大碱浓度都可加快反应速度,强化浸出过程。     

高压变熔点过冷大体积近快速凝固

依据压力可以改变某些金属的熔点的原理,设计了高压大体积凝固工艺,对液态金属施加高压,提高熔点,其凝固过程不依赖于散热速度,而只取决于加压速度,从而实现大体积的近快速凝固,对高压凝固过程的相关参数进行了数值模拟,并对过晶Ａｌ－Ｓｉ合金的高压凝固组织进行了初步探讨。     

柴油机零维,准维工作过程优化的对比研究

分析了柴油机零维，准维燃烧模型的基本原理和假设，在此基础上为了讨论两种模型的功能和适用范围，对同一柴油机，在同一优化模型、同一优化精度的条件下进行了性能优化计算，分析了两个模型的优化计算结果。发现：零维燃烧模型的计算时间较短，但它无法考虑机喷油系统和燃烧过程的耦合关系，所以只能用于柴油机改型的粗略计算。准维燃烧模型的计算时间较长，但在一般微机所能承受的范围之内，它能够考虑喷油系统与燃烧过程的耦合关     

NiAl 金属间化合物快速凝固冷却速率的估算

以热流分析为基础，估算了Ｎｉ原子分数分别为５３％和７２％的ＮｉＡｌ金属间化合物快速凝固过程中的冷却速率，研究了合金比热、熔化潜热及结晶温度间隔等对冷却速率的影响．结果发现，ＮｉＡｌ金属间化合物快速凝固过程中的冷却速率在２．５６×１０４～８．０２×１０５Ｋ／ｓ之间．快速凝固开始后的冷却速率将有所下降，下降幅度和熔化潜热及结晶温度间隔的大小有关     

液态金属Al凝固过程中大团簇结构的形成与演变机理

采用分子动力学方法, 对含有400000个Al原子的液态金属大系统在凝固过程中纳米级大团簇结构的形成、演变特性进行了模拟研究, 并采用中心原子法、键对分析技术与原子团类型指数法(CTIM)相结合, 描述了各种类型的基本原子团结构组态. 结果表明: 在所有的键型与原子团类型中, 以1551键型以及由1551键型所构成的二十面体原子团(12 0 12 0)的数量最多, 它们在液态金属Al的微观结构转变中起着决定性的作用; 纳米级大团簇(含有多达150个原子)是由一些大小尺寸相差较大的中、小团簇通过拉锯式(得而复失、失而复得)的相互竞争形式不断兼并、演变后, 相互连接而成, 而不是以某一个原子为中心按一定规则堆积为多个壳层而成, 这正是与由气相沉积、离子溅射等方法所获得的团簇结构的本质差别所在; 虽然纳米级大团簇结构的形状和大小各不相同, 但都具有突出的角隅, 正好成为液态金属凝固过程中形成各种支晶结构的起点.     

NiAl金属间化合物快速凝固薄带形成机理

本文用单辊快速凝固法研究了ＮｉＡｌ金属间化合物薄带形成机理．结果发现，在本实验条件下ＮｉＡｌ金属间化合物快速凝固薄带，其微观组织为倾斜的柱状晶或倾斜柱状晶与等轴晶的组合，其薄带形成主要受动量边界层控制．在动量边界层作用下，柱状晶呈现迎流生长；等轴晶则是成分过冷的产物．本文首次论证了ＮｉＡｌ金属间化合物薄带的形成机理，澄清了以往悬而未决的问题．     

基于均匀形核的金属液滴凝固过程

研究了均匀形核的金属液滴凝固过程,应用渐近分析法求得金属液滴内晶核生长数学模型的渐近解,分析了表面张力、界面动力学参数、初始晶核尺寸和过冷度对晶核界面生长速度、晶核半径以及液滴凝固时间的影响。在一定的过冷条件下,表面张力和界面动力学参数显著减缓了晶核界面生长速度。在凝固开始的很短时间内晶核界面生长速度迅速上升,当速度上升到最大值后,随着晶核半径的增大,界面生长速度逐渐减慢,表面张力和界面动力学参数对晶核生长速度的作用也逐渐减小。过冷度越大,液滴凝固时间越短。经过在开始的瞬变凝固阶段之后,温度场从设定的初始分布迅速地调整为由过冷度、表面张力、界面动力学参数等所确定的特定温度分布。     

不锈钢渣凝固过程中物相转变的热力学分析

采用热力学软件FactSage6.2,研究不锈钢渣凝固过程中的物相转变规律.结果表明:降低碱度和添加Al₂O₃含量均能降低硅酸二钙的析出温度,抑制硅酸二钙的产生,并促进黄长石相的生成.不锈钢渣中尖晶石相的含Cr量随着碱度的降低而增加,当碱度从1.6降到1.0时,Cr质量分数从24.93%增加到48.27%,同时凝固过程液态渣中的铬元素含量随着碱度的降低也有所减少.添加10%的Al₂O₃,有利于尖晶石相的析出,且随着温度的降低,Al³⁺逐步取代尖晶石中的Cr³⁺,尖晶石相中的Cr质量分数也由30.39%(1500℃)降低至13.88%(1300℃).     

热力学第零定律的证明

本文认为不依靠温度概念,对内能和热量进行测量是可能的.不依靠热力学第二定律,仅由第一定律就能证明温度函数的存在性和热力学第零定理.     

TiAl化合物的热爆合成热力学与动力学分析

采用放电等离子技术低温快速热爆合成TiAl金属间化合物粉末,利用X射线衍射对合成粉末进行物相鉴定,并研究了合成温度以及保温时间对TiAl化合物粉末合成的影响。结果表明,在1000℃下保温10min可以制备出纯度较高的γ-TiAl化合物粉末。同时,从热力学和动力学的角度分析了热爆合成TiAl化合物粉末的过程反应机理。     

铸轧速度对液态金属凝固行为的影响

双辊铸轧是一种高效制备金属薄板带坯的先进技术.在铸轧过程中,熔池内的液态金属受到强冷、熔体对流的影响;随着铸轧速度的提高,熔池深度向轧制方向延伸,熔池头部的金属熔体受到轧制压力的作用.作者采用双辊铸轧工艺,在实验室小型工业铸轧机上以不同的铸轧速度生产出2 mm和3 mm纯铝薄板带坯,通过对铝带坯凝固区的显微组织观察及熔池温度场特性的分析,对铸轧速度对液态金属的凝固行为的影响进行了研究.图2,参10.     

天然煤渣吸附水中β-HCH的动力学和热力学研究

以天然煤渣为吸附剂,采用批量实验方法,研究了有机氯农药β-HCH在25℃等温条件下的吸附动力学和热力学行为。结果显示,煤渣对100μg/L的β-HCH吸附12 h后趋于平衡,最大吸附量为1.76μg/g;4种动力学模型的拟合和回归分析显示,煤渣对β-HCH的吸附动力学特征很好地遵循准二级动力学模型(R~20.99);采用3种等温模型对吸附过程进行了模拟,Linear(R~20.99)和Freundlich(R~20.98)模型均能较好地用于拟合β-HCH在天然煤渣上的等温吸附曲线。