两个重要的熔体模型之双亚点阵模型.ppt

双亚点阵模型 双亚点阵模型(Two sublattice model)是 20世纪 70年代开始应用的模型，并立即在间隙式固溶体(Interstitial solid solution)和线性化合物(Linear compound)的相平衡计算方面发挥了明显的优势。 模型虽然也把要处理的对象(固溶体或线性化合物)划分为两个亚点阵，但Bragg-Williams模型中亚点阵的含义完全不同。一是双亚点阵模型的两个亚点阵的结点数目可以相同，也可以完全不同；另一是两个亚点阵的性质完全不同，每种组元只能进入一种亚点阵，而不能进入另一种亚点阵。所以这种模型更像是由两类亚点阵组成的一种“化合物”。一般用这样一个分子式MaNc来描述两个亚点阵所构成的“化合物”。这里Ma是一个亚点阵；而Nc是另一个亚点阵。a和c表示两个亚点阵的结点数的比例。 双亚点阵模型 α-Fe中溶解碳(C)的固溶体被称做铁素体。铁素体是体心立方(bcc)结构。 铁素体中的实体原子构成了一个亚点阵，可称为实体亚点阵(Entitysublattice)，或称为结点点阵(Site lattice)图中用大球表示。 铁素体中的八面体空隙构成了另一个亚点阵，可称为空隙亚点阵(Void sublattice)或称空隙点阵(Void lattice)。两种亚点阵的结点数之比是1：3，套用前面的双亚点阵的通式MaNc ，即成为Fe1Va3；。Fe1为实体亚点阵，Va3为空隙亚点阵。 双亚点阵模型-成分描述 　　　 进入铁素体这种间隙式固溶体中的原子可以分成两类，每种元素只能进入一种亚点阵，进入的规律如下: (1)结点点阵 Fe及代位式溶质如Cr、Mn、Mo等进入这种亚点阵。 (2)空隙点阵 C及间隙式溶质如N、O、H等进入这种亚点阵，但会有大量的八面体空隙处于未填充的空位状态。 双亚点阵模型对间隙固溶体成分的描述 双亚点阵模型对线性化合物成分的描述 双亚点阵模型的混合熵 　　　仍以每种亚点阵各有两类结点的铁素体为例对混合熵进行分析： 用“两类结点”，而不是用“两类原子”，是因为把未被填充的空隙也看做一类结点，也会对混合熵做出贡献。 实体原子亚点阵上是Fe和Cr，空隙亚点阵上是C和未填充的空隙，其具体的分子式为：(Fe,Cr)1(C,Va)3。 这类问题的通式是MaNc。两个亚点阵中都有两类结点，因此都要产生混合熵。 如前所述，固溶体的混合熵为两个亚点阵混合熵之和。 双亚点阵模型的混合熵 双亚点阵模型的混合熵 双亚点阵模型的过剩自由能 　　下面仍以每种亚点阵各有两类结点的铁索体为例， 对过剩自由能进行分析，实体原子亚点阵上是Fe和Cr，空隙亚点阵上是C和未填充的空隙，其具体的“分子式”为 (Fe，Cr)1(C,Va)3。通式：MaNc。 两个亚点阵中都有两类结点，因此都将有过剩自由能出现。如果亚点阵中只有一种原子，其过剩自由能将为零。当亚点阵上有两种以上的结点时，可以按正规溶体近似计算其过剩自由能。 双亚点阵模型的摩尔自由能 双亚点阵模型的化学势及活度 * * bcc fcc *