部分立方結(jié)構(gòu)合金溶體相的楊氏模量和線膨脹系數(shù)的計(jì)算.pdf

1、楊氏模量和線膨脹系數(shù)是表征金屬材料重要的物理量。但是，目前已有的二元及多元合金固溶體的楊氏模量和線膨脹系數(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)十分有限。因此，利用合理的理論模型來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)楊氏模量和線膨脹系數(shù)的計(jì)算并建立性能數(shù)據(jù)庫(kù)十分重要，能夠?yàn)椴牧显O(shè)計(jì)提供必要的基礎(chǔ)信息。本課題組在應(yīng)用相圖計(jì)算技術(shù)建立熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)和指導(dǎo)合金的成分設(shè)計(jì)方面取得了不錯(cuò)的成效。本研究基于相圖計(jì)算的研究方法，考慮溫度和成分兩個(gè)變量的影響，開展合金溶體相的楊氏模量和線膨脹系數(shù)的計(jì)算。其具體研

2、究成果如下:
　　(1)借鑒計(jì)算相圖(CALPHAD)方法的研究思路，構(gòu)建了二元及三元合金溶體相的楊氏模量和線膨脹系數(shù)的計(jì)算模型。
　　(2)運(yùn)用楊氏模量的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?duì)Fe、Nb、Mo、Ta、W、V、Li、Ni、Ir、Ag、 Al、Au、Pd、Cu、Zn、Mg和Cd等純金屬進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。
　　(3)采用構(gòu)建的二元合金溶體相楊氏模量的理論模型對(duì)Cu-X(X: Al，Au，Zn，Ga)、Ag-X(X: Pd，Zn，Cd

3、，In，Mg)、Fe-Ni、Mg-Li和Ta-Mo各二元合金溶體相的楊氏模量進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算。
　　(4)結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用構(gòu)建的二元合金溶體相線膨脹系數(shù)的理論模型對(duì)BCC-BCC二元合金Mo-X(X: W,V，Nb)、Ta-W、Cr-V，以及FCC-FCC二元合金Pd-X(X: Ag，Ni)、Ni-Cu的線膨脹系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合良好的一致性。
　　(5)利用基礎(chǔ)二元系的優(yōu)化參數(shù)，外推計(jì)算了Ta-Nb-W

4、、Ta-Nb-Mo和Cu-Ag-Au各三元系中溶體相在不同成分、溫度時(shí)的楊氏模量。同時(shí)計(jì)算預(yù)測(cè)了Mo-V-X(X: W, Nb，Ta)和W-Ta-X(X:V，Mo)各三元系中溶體相在不同成分、溫度時(shí)的線膨脹系數(shù)。由于三元合金實(shí)驗(yàn)信息的缺乏，三元相互作用參數(shù)有待于進(jìn)一步優(yōu)化確定。本研究還計(jì)算預(yù)測(cè)了 Nb22.7Mo25.6Ta24.4W27.3和V21Nb20.6Mo21.7Ta15.6W21.1多元合金溶體相的楊氏模量以及線膨脹系數(shù)，為