[发明专利]一种三元非晶合金最大负混合焓的计算方法

说明书

本发明公开了一种三元非晶合金最大负混合焓的计算方法。对于任意给定的三元A‑B‑C合金体系，已知元素A的成分，则有A_mB_100‑xC_x，其中，x＜100‑m‑x，且0＜x＜m，0＜m＜100；设A‑B混合焓为ΔH₁，B‑C混合焓为ΔH₂，A‑C混合焓为ΔH₃；对于1mol A_mB_100‑xC_x，x个A、B和C原子之间形成的混合焓ΔH₁＝x(ΔH₁+ΔH₂+ΔH₃)；对于剩余的(m‑x)个A原子和(100‑m‑2x)个B原子之间混合焓为ΔH2；则ΔH＝ΔH1+ΔH2为体系最大负混合焓。本发明计算体系的最大负混合焓，对于设计最大非晶形成能力的非晶合金成分具有重要的指导意义。

技术领域

本发明属于非晶合金技术领域，更具体地，涉及一种三元非晶合金最大负混合焓的计算方法。

背景技术

非晶合金的成分制备涉及到工艺参数、实验环境以及成分本身的非晶形成能力大小等因素。在相同的制备工艺条件下，如果能够设计出非晶形成能力相对较大的成分体系，那么对于非晶的制备工艺要求将大大降低，对于大块非晶合金的推广应用将有极大影响。块体非晶合金的设计一般都是根据Inoue三原则(井上三原则)：

1)多于三种组元的多组元体系；

2)基本组元之间有大于12％的原子尺寸差；

3)基本组元之间有较大的负混合焓。

非晶成分的设计目前来说尚未有较明确的方法提出，非晶混合焓的计算是通过对合金试样的DSC曲线进行面积积分得到，这种方法计算比较复杂，且只能在设计出合金成分之后计算合金体系的混合焓，对非晶合金的设计只具有验证意义，而完全没有对成分设计的指导意义。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明首要目的在于提供一种三元非晶合金最大负混合焓的计算方法。提出在确定三元合金元素且已知其中一种成分比例的基础上，进行体系最大负混合焓的计算，从而为非晶形成能力强的合金成分设计提供理论依据，最终设计出非晶形成能力较强的非晶合金，从而更加容易的制备出较强的非晶合金，为非晶合金的成分设计提供一定的理论依据。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种三元非晶合金最大负混合焓的计算方法，包括如下具体步骤：

S1.任意给定的三元A-B-C合金体系，已知元素A的成分，则有A_mB_100-xC_x，其中，x＜100-m-x，且0＜x＜m，0＜m＜100；

S2.根据元素间的混合焓值，设A-B间的混合焓值为ΔH_mix1，B-C间的混合焓值为ΔH_mix2，A-C间的混合焓值为ΔH_mix3；

S3.假设各元素原子间完美结合，则有体系的总混合焓H为各元素原子间的相互结合之和，对于1molA_mB_100-xC_x，x个A原子、x个B原子和x个C原子之间结合形成的混合焓ΔH₁＝x×(ΔH_mix1+ΔH_mix2+ΔH_mix3)；

S4.对于剩余的(m-x)个A原子和(100-m-2x)个B原子之间形成的混合焓为ΔH2；

S5.将步骤S3和步骤S4相加为体系最大负混合焓，即ΔH＝ΔH1+ΔH2。