純金屬元素高壓相圖的評(píng)估和計(jì)算.pdf

1、高壓相圖是物質(zhì)在壓力下的狀態(tài)圖，揭示了物質(zhì)在高壓下的特殊狀態(tài)和相平衡的關(guān)系。物質(zhì)在高壓或超高壓下的行為已經(jīng)吸引了固體物理、地理學(xué)、化學(xué)、天體物理學(xué)、材料科學(xué)和冶金學(xué)方面的科學(xué)家進(jìn)行大量研究工作。高壓相圖的研究能為許多領(lǐng)域提供有用的信息。因此，對(duì)物質(zhì)高壓條件下相關(guān)系和相圖的描述具有重要意義。SGTE純單質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)作為熱力學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)庫(kù)描述了78種純單質(zhì)元素不同相的吉布斯自由能隨溫度的變化情況，給出了不同溫度下的相關(guān)系。然而對(duì)于壓力變化

2、時(shí)吉布斯自由能的變化情況描述甚少，因此基于SGTE純單質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，采用適當(dāng)理論模型探索和研究純單質(zhì)元素在不同壓力下吉布斯自由能的描述是很有必要的。
　　本工作利用 CALPHAD的計(jì)算方法對(duì)吉布斯自由能的描述，結(jié)合不同的狀態(tài)方程，完成了對(duì)純金屬元素高壓相圖的評(píng)估。補(bǔ)充了SGTE純單質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)于Ti的?相吉布斯自由能的描述，結(jié)合Murnaghan理論模型完成了對(duì)Ti的高壓相圖的描述，計(jì)算出了 Ti的三相點(diǎn)，與實(shí)驗(yàn)值較為符合。結(jié)合近年

3、來(lái)的實(shí)驗(yàn)或計(jì)算數(shù)據(jù)，對(duì)Mo、W和Cu在壓力狀態(tài)下的參數(shù)重新進(jìn)行了評(píng)估，利用Murnaghan理論模型完成了高壓相圖的描述，并和以前的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，吻合程度較好，成功檢驗(yàn)了 Murnaghan理論模型在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性。各模型中的參數(shù)均通過(guò)最小二乘法擬合得到，并通過(guò)MATLAB來(lái)描述各元素的高壓相圖。
　　運(yùn)用CALPHAD的計(jì)算方法，將Mie-Grüneisen理論模型應(yīng)用于純金屬元素高壓相圖的計(jì)算和評(píng)估。將Mie-Grü