热力学状态函数关系图在物理化学教学中的应用

物理化学热力学部分最基本的热力学状态函数有八个,即压强P、体积V、温度T、熵S、自由能F、自由焓G、焓H、内能U。虽然其基本关系式只有四个,但是它们的全微分、偏微分及偏导数之间的关系式所构成的物理化学基本公式却非常之多,难于记忆和掌握。这正是许多学生在学习物理化学这门课时最感头痛的问题,也是物理化学这门课比其它基础化学课难教学的原因之     

化学镀镍过程中热力学分析

通过利用热力学计算方法，从理论上计算得到了几种络合剂随镀液中的pH值变化的热力学相图。结果表明：除了硼酸能在pH值在0～14范围内在镀液中与镍离子发生络合外，其余络合剂只能在酸性条件下与镍离子发生络合反应。     

稀土元素的热力学特性及在金属基复合材料中的应用

稀土元素具有许多独特的性质，少量稀土元素的存在能极大地影响金属材料的结构与性能，本文在分析稀土元素热力学特性的基础上，从物理化学角度和复合材料结构与性能的关系上，讨论了稀土元素对金属基复合材料的影响，在铝基复合材料中加入Ｌａ系元素后，由于形成Ａｌ－Ｌａ金属间化全物，从而使其耐热性能有明显增加，同时稀土元素的加入也可使Ａｌ基体晶粒细化，使复合材料的综合机械性能得到改善，此外还有提高耐腐蚀性能的效果。     

燃气中H2 S、C02气体腐蚀反应的化学热力学计算

运用化学热力学理论与计算方法对燃气中H2 S、CO2 与金属腐蚀反应的标准吉布斯函数、反应平衡常数、平衡分压等进行计算 ,从而得出腐蚀反应ΔG0 T关系式。通过这些数据 ,从理论上解释H2 S、CO2 对金属发生腐蚀反应的可能性 ,并进而推断出燃气中H2 S、CO2 对设备腐蚀的可能性大小和条件     

燃气中H2S、CO2气体腐蚀反应的化学热力学计算

运用化学热力学理论与计算方法对燃气中H2S,CO2与金属腐蚀反应的标准吉布斯函数,反应平衡常数,平衡分压等进行计算,从而得出腐蚀反应ΔG^0-T关系式,通过这些数据,从理论上解释H2S,CO2对金属发生腐蚀反应的可能性,并进而推断出燃气中H2S,CO2对设备腐蚀的可能性大小和条件。     

CaO-SiO_2-Al_2O_3-MgO-V_2O_5炉渣中非化学计量物VO_x的热力学

采用CO／CO2－含V2O5炉渣的气渣间化学平衡方法研究了在1783K和1843K下CaO-SiO2-Al2O3-MgO-V2O5炉渣中钒氧化物VOx的非化学计量性。结果表明：VOx中的x随lgpo2呈现线性增加;碱度的增加抑制x增大,使钒氧化物的非化学计量数趋于1．5,光学碱度的影响与之类似;温度升高使x趋于1．5;钒氧化物含量降低使机价态的整体水平接近低值从而稳定低价钒氧化物。     

高温热力学在高镁磷尾矿浸出过程中的应用

根据热力学计算原理,以高镁磷尾矿中主要物质白云石和氟磷灰石在硫酸水溶液中的高温PHT0计算为例,研究了Mg2+-Ca2+-H2CO3-H2O、CaCO3.MgCO3-SO42--H2O、Ca2+-F--H3PO4-H2O、Ca5(PO4)3F-SO24--H2O、Mg2+-H3PO4-H2O体系在高温与常温下的热力学平衡变化情况。结果表明,CaCO3.MgCO3和Ca5(PO4)3F在水溶液中的平衡常数K0随温度的升高而降低;二者在硫酸水溶液中的主要反应pH0随温度升高而降低,浸出反应需在较高酸度下进行;二者在酸性溶液中的溶解高温较常温下有较大迁移。     

稀土元素在化学镀镍中的应用

本文主要探讨稀土元素在化学镀镍－磷合金,镍－磷－氮化硅化学复合镀中的应用。稀土元素添加剂在与之相适宜的镀液中可以提高镀速,降低工艺温度,延长镀液寿命,改善镀层的耐磨性和腐蚀性能。     

界面热力学在 Sn 晶须生长研究中的应用

目的研究金属间化合物与Sn晶须在Sn-Cu薄膜体系中形成的热力学机制。方法利用界面热力学理论,通过计算相应的表面能、界面能和临界厚度,研究金属间化合物的形成与Sn晶须的生长过程。结果金属间化合物Cu6Sn5先在Sn晶界与Cu/Sn界面交界处形成,然后沿着Cu/Sn界面生长;产生的应力梯度驱动Sn原子扩散至表面,形成Sn晶须。结论 Sn晶须的生长源于Sn层中金属间化合物的生成,并由此提出了抑制Sn晶须生长的方法 。     

稀土元素在化学热处理中的应用

本文研究了在化学热处理渗剂中添加微量稀土元素对工艺过程、渗层的组织和性能的影响及其在生产上的应用。并对稀土元素在化学热处理过程中的作用机理进行了探讨。     

计算热力学在钢中非金属夹杂物研究中的应用

简要介绍了采用计算热力学方法分析钢中非金属夹杂物形成过程中涉及到的多元多相体系的热力学模拟。尝试应用Thermo-Calc软件系统对非金属夹杂物的形成热力学进行了探讨。指出,尽管Thermo-Calc软件具有较强的实用性,但为了拓宽该软件的工业应用前景,应对其中的SLAG数据库进行必要的完善。     

高性能铜合金热力学数据库的开发及其在材料设计中的应用

利用相图计算(CALPHAD)方法,采用亚规则溶体模型描述溶体相的吉布斯自由能,采用亚点阵模型描述金属间化合物和有序相的吉布斯自由能,并结合相平衡和热力学性质的实验数据,优化与计算Cu-X二元系以及Cu-Fe、Cu-Ni、Cu-Cr、Cu-Co、Cu-Mo和Cu-W基各三元系的相图,获得自洽性良好的热力学参数,并建立铜合金热力学数据库。该数据库可以提供稳定和亚稳的相图计算、相分数计算、液相面计算、热力学性质的计算等多种信息,为外推计算铜基多元合金系的相平衡提供理论基础,并为高性能铜合金材料的设计及制备提供重要的理论指导。     

相图热力学计算在AM60-XGd镁合金设计中的应用

以相图热力学为基础,计算了Mg-6Al-XGd(质量分数,%,下同)镁合金的垂直截面图,200和500℃的等温截面图。根据相图设计了不同Gd含量的AM60-XGd(X为0%,0.8%,1.2%,1.6%和2.0%)镁合金。并且对不同Gd含量的AM60镁合金进行了显微组织观察、力学性能测试。结果表明,AM60合金组织随着稀土的加入得到细化。合金的抗拉强度和延伸率都得到显著提高。当合金中加入1.6%Gd时,合金表现出最好的显微组织和力学性能。     

Mo在Sialon陶瓷中的相反应及热力学分析

采用常压烧结和气压烧结方法制备了Mo-Sialon陶瓷,研究了烧结过程的物相组成及微观结构演变规律,并对其烧结机理进行了热力学分析。结果表明:常压烧结下,在1 600℃烧结,钼主要以Mo_5Si_3形式存在,在1 750℃烧结,Mo_5Si_3大部分分解形成大量的MoSi_2,当温度升高至1 850℃时,钼全部以MoSi_2形式存在;若采用氮气气压烧结至1 850℃,钼主要以Mo_5Si_3形式存在;微观结构表明,在陶瓷材料基体中,长柱状晶粒和等轴状晶粒交错分布,硅钼化合物以等轴状晶粒形貌均匀分布于Sialon晶粒交界处;实验结果与热力学及相图分析结果一致。     

NbCl5-H2-Ar体系化学气相合成纳米Nb粉的热力学

采用Fact Sage软件,对NbC l5-H2-Ar体系化学气相合成纳米金属Nb粉的热力学进行研究并对热力学研究结果进行实验验证。结果表明：在标准大气压下,NbC l5（g）被氢气还原为Nb（s）是一个多步骤反应过程,其间产生大量中间产物（低价氯化物）;该反应过程可控制在较低氢气比率（n（NbC l5）：n（H2）〈1：180）和较低温度（〈1050℃）下完全进行;适量的惰性载流气体可同时提高NbC l5转化率和粉末收得率。根据热力学计算得到的合成条件为n（NbC l5）：n（H2）：n（Ar）=1：120：1以及950℃,实验成功制得平均粒径为30-50 nm且粒度分布均匀的纳米金属Nb粉,相应的NbCl5转化率达到96.1%,粉末收得率为85%。     

化学机械抛光在光学晶体加工中的应用

晶体材料的深入研究加速了现代科学技术的发展,其需求量也迅速增加。在很多应用领域要求晶体的表面超光滑,因此晶体表面处理和加工成为目前研究的热点。介绍了几种典型光学晶体(蓝宝石晶体、铌酸锂晶体、三硼酸锂晶体、碲锌镉晶体、氧化镁晶体、碳化硅晶体和锑化铟晶体)化学机械抛光的最新研究成果,并探讨了光学晶体化学机械抛光存在的问题及发展趋势。     

绿色化学技术在油井缓蚀剂中的应用

绿色化学技术在化学环保领域正逐渐发挥着重要作用,它通过降低或消除化学品制造和应用过程中的有毒、有害物质,将污染控制在一定的水平。油井缓蚀剂是油田中、高含水期广泛使用的防腐药剂,综可以效的保护油井井筒及集输系统,运用绿色化学技术减少或消除油井缓蚀剂中毒性较大的成份,提高其“环境友好性”及缓蚀性能,是油井缓蚀剂的发展方向之一,具有十分重要的意义。     

应用数学在机械制造中的应用研究——评《机械制造应用数学》

应用数学是以数学方法解决实际问题的学科,不仅在经济金融、工程科技领域有广泛的应用,在机械制造领域同样表现出强大的辅助生产能力。在机械设计、加工、工艺编程和测量过程中,经常需要计算来指导工艺生产,即先推演出相应的数学公式,再将工程数据导入进行运算,可提高运算速率和准确性。相比一般的通用数学,应用数学以解决现实问题为第一原则,内容的筛选和编写更贴近应用,机械制造行业从业者如果能精通应用数学理论,将能够很好地提升自身素养和业务水平。由晋其纯、林文焕主编的《机械制造应用数学》(北京大学出版社,2010年6月版)一书,立足机械制造行业,以机械零件为线索,将机械制造中涉及的数学思维和运算法则贯穿其中,对零件的设计、加工、工艺编程和检验测绘过程中涉及的计算进行公式推导,举例演算,并提供了许多有价值的数据,纵览全书,该书主要呈现以下几点特色。     

数学处理在数控铣削中的应用

用数控铣床加工机械零件时,由于铣削方法或铣削刀具等工艺条件的限制,对于由直线、圆弧、非圆曲线、空间曲线和曲面等组成的轮廓曲线必须进行相应的数学处理,合理安排工艺路线,才能进行数控编程,加工出与设计要求相符的图形形状.