Fe-Mn-C体系C对Mn的相互作用系数研究(2)
5 结论 19
致谢 20
参考文献 21
1毕业论文前言
1.1 活度及活度相互作用系数
活度是研究合金热力学的基本数据之一，测量活度就可能确定合金的热力学混合行为：混合吉布斯自由能直接与活度相关。混合焓和混合熵能够从对温度的依从关系确定。最后，热化学平衡条件使得能够从化学势计算相平衡。这样，合金热力学的主要任务之一是确定合金成分的活度。确定熔体组元活度的方法从实验和预测模型两种途径入手。
活度系数是指活度与浓度的比例系数。活度系数的引入，用于校正组分的浓度，以活度代替浓度，才能符合若干物理化学定律（例如质量作用定律、拉乌尔定律、亨利定律、分配定律等），便于更好地进行定量的热力学计算和分析。
金属液中组分i都是以假想的1%溶液为活度标准态，其活度满足亨利定律,活度与活度系数的关系如下[1]：
式中,aH,i为组分i的活度,xi为组分i的摩尔分数,fH,i为组分i的活度系数。
1.2 活度测定方法
合金体系的活度的测定方法有化学平衡法[2]，蒸汽压法[2]，电化学测量法[2]，相图法等[3]。
1.2.1 化学平衡法
化学平衡法是冶金物理化学研究中一个非常重要的方法，是一个很重要的方面，也是本实验主要运用的方法。
高温冶金过程一般存在下列五种反应：
（1）气相—凝聚相反应（2）熔体—熔体反应（3）固体—熔体反应（4）气体—熔渣—金属液反应（5）熔渣—金属液反应
反应方程式为：
A、B、C、D可为气相、液相或固相。如为液相或固相的反应，在一定温度下反应达到平衡时，平衡常数 为：
反应在一定温度下的标准吉布斯自由能变化为：
反应的自由能变化为：
化学反应平衡研究的中心问题就是求反应的平衡常数或平衡时反应物质的活度，有了基本的热力学数据，就可以从理论上计算各种反应进行的可能性和程度。
1994年，翟玉春[4]等人采用化学平衡法，在1500℃测定了MgO－SiO2－B2O3三元渣与碳饱和铁液间达平衡时Si，B在渣─铁间的分配比。 所以化学平衡法不光能够测定活度，还可以测定渣液的分配比。
1.2.2 蒸汽压法
溶液中组元活度或活度系数的测定,对于有溶液参与反应的热力学和动力学具有重要的理论和实践意义。活度的测定有许多方法,其中朗格谬尔法是利用测定组元的自由蒸发速率计算组元的蒸气压
蒸汽压法引入活度系数后，拉乌尔定律修正为：
可通过测定某一浓度下溶液蒸汽压和饱和蒸汽压的比值，除以其摩尔分数，即为活度系数。
式中， 为组分i的拉乌尔活度，x为组分i的摩尔分数， 是组分i满足拉乌尔定律的活度系数， 是组分i的分压， 是标准大气压
1991年黄治家，杜清枝[5]用朗格谬尔法测定蒸汽压及计算活度，论证了在恒温恒压下溶液中挥发组元蒸气分子的平均摩尔质量不随组成变化，应用朗格谬尔法直接测定组元的挥发速率和相应的朗格谬尔系数及克劳辛系数便可直接计算活度。