Cu-Ni-Sn三元系相平衡的热力学计算①

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1、第15卷第11期中国有色金属学报2005年11月Vol.15No.11TheChineseJournalofNonferrousMetalsNov.2005文章编号:1004一0609(2005)11一1848一06Cu-Ni-Sn三元系相平衡的热力学计算①王翠萍‘，刘兴军‘，马云庆‘，大沼郁雄2，只沼亮介，，石田清仁2(1.厦门大学材料科学与工程系，厦门361005;2.日本东北大学材料科学系，日本仙台980-8579)摘要:基于Cu-Ni-Sn三元系的相平衡和热力学的实验信息，采用亚正规溶体模型描述液相和fcc相的Gibbs自由能，为了预测该体系中bcc相

2、的A2-B2有序一无序转变，be。相的Gibbs自由能采用双亚点阵模型进行描述。利用CALPHAD(相图计算)方法评估了Cu-Ni-Sn三元系各相的热力学参数，计算的富Cu侧相图和热力学性质与实验数据比较一致。并对该三元系中bcc相的A2-B2有序一无序转变及fcc相的溶解度间隙进行了计算。这些计算结果对利用析出强化以及Spinodal分解开发高强度和高导电性的新型Cu基合金的组织设计具有一定的指导意义。关键词:Cu-Ni-Sn三元系;相图;相图计算方法;热力学计算中图分类号:TG113.14文献标识码:AThermodynamiccalculationofp

3、haseequilibriainCu-Ni-SnternarysystemWANGCui-ping'，LIUXing-jun'，MAYun-ging'，1.Ohnuma2，R.Kainuma'，K.Ishida'(1.DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，XiamenUniversity,Xiamen361005，China;2.DepartmentofMaterialsScience，GraduateSchoolofEngineering，TohokuUniversity,Aoba-yama02，Sendai9

4、80-8579，Japan)Abstract:OnbasisofthephaseequilibriaandthermodynamicpropertiesoftheCu-Ni-Snternarysystembyexperi-ment,thethermodynamicassessmentoftheCu-Ni-SnternarysystemwascarriedoutbytheCALPHAD(calculationofphasediagrams)method.TheGibbsfreeenergiesofliquidandfccphasesweredescribedby

5、thesubregularsolu-tionmodel,andGibbsfreeenergiesofthebccphaseweredescribedbythesublatticemodelinordertopredicttheorder-disorderphasetransitioninthebccphase.AsetofparametersdescribingtheGibbsenergiesofdifferentpha-sesinthissystemwereoptimizedbyexperimentaldata.Thecalculatedresultsagr

6、eewelltheexperimentaldata.TheA2/B2orderingtemperatureandmiscibilitygapofthefccphasecanbepredicted.ThesecalculatedresultsprovideaneffectiveguideformicrostructuredesignofthenewtypeCubasepracticalmaterialswithhighstrengthandhighelectricconductivity.Keywords;Cu-Ni-Snternarysystem;phased

7、iagram;CALPHADmethod;thermodynamiccalculationCu-Ni-Sn系合金由于具有高强度、高导电性得到了广泛使用。特别是利用高Ni、高Sn成分侧和良好的耐蚀性以及焊接性能，在电子材料领域中低温时出现的fc。相的Spinodal分解，开发出高强①墓金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(50425101);教育部科学技术研究重点资助项目(105100)收稿日期:2005-07一15;修订日期:2005-08-20作者简介:王翠萍(1963一)，女，教授，博士通讯作者:王翠萍，教授;电话:0592-2180606;E-mail;

8、wangcp@xmu.edu.cn第1