材料热力学--第五章二组元材料热力学共66页文档

合集下载

材料热力学全套课件

2.1 熵和热力学第二定律6

热力学第二定律表达式可逆过程不可逆过程热力学第二定律表述：一个隔离体系的熵值总是增加，直至平衡态
dS Qrev / T dS Q / T

2.2 熵的统计概念

熵作为体系“混乱程度”的量度统计力学假设体系的平衡态只是各种可能微观态中的最可几态。玻耳兹曼公式（熵的一般表达式） S k ln 表达体系的熵值和它内部粒子混乱度Ω之间的定量关系。在一定的总能量U、体积V和粒子数n时，体系的混乱度越大，熵值越大。当呈最可几态（ Ω最大），熵值最大，即体系的平衡态。
a d
a b
H bc H cd

例1.2
H ab H bc
第二章热力学第Βιβλιοθήκη 定律和第三定律

2.1 熵和热力学第二定律 2.2 熵的统计概念 2.3 配置熵（组态熵、混合熵） 2.4 固溶体的混合熵 2.5 振动熵和磁性熵 2.6 热力学第三定律 2.7 Richard和Trouton规则 2.8 例题
2.3 配置熵（组态熵、混合熵）

配置熵：体系进行吸热或放热过程时，使内部粒子混乱度Ω改变体系内部粒子在空间有效位置间进行不同配置（混合）时，混乱度Ω改变引起的熵变。
配置（1）＝ 1 N! S配置＝k ln 配置（2） k ln n!( N n )!
2.4 固溶体的混合熵
1.3 焓和比热容1

焓是状态函数

等压过程
H u pV dp 0 Q dH H Q p
1.3 焓和比热容2

恒容比热容 Cv 恒压比热容 Cp

材料热力学第五章相图热力学

X
(2) 2 1

(5.13)

敞开系统的 d T V d P i d ni
i
dG SdT VdP i*dni RT ln X i dni RT ln i dni (5.14)
i i i
例氢关气系溶如解图度和所氢示气。压力的平方根的比
5.2
含图量的总变结化说对明于了氢在气熔溶融解铁度中的合影金响元。素
5.1

化学势定义为(2.40)
G i n i T , P , n j

引入活度，如式子(3.77)， with
k
(5.23)
将 ei 的定义代入，当X0→1时，根据3.84式的定义 % i / X i 100 M i / M 0 得：
j

( j) i
230 M i ( j ) M 0 M j ei M0 M0
(5.24)
相应的5.13式也可以写成：
log
% i
e %j
( j) i j
ai lim i 1 X i 1 X i

如果溶质浓度由重量百分比来表示，上面的式子可以表示为：(3.81)
a % i RT ln a & lim i 1 X 0 1 % i
i % i
% i
由 X 0 1（下标0表示溶剂）和温度以及压力可以确定系统的状态（此时）。 X 1 0和 X 2 0
(5.25)

对于图5.1中所示的氢溶解在低浓度的铁合金中，则5.25式可写成：
log
% H

材料热力学课件-第五章-3

13
b t/℃
•t
* A
Ⅱ
• s(A)+ b1
• 140 l(A+B)
C
b2
Bi(A)
④ 描述b点变化情况
Ⅰ l(A+B)
p一定
t/℃
•t
* B
321
•a1
Ⅲ
开始析出Bi(s)
液相消失，
l(A+B) + s(B)
E• Ⅳ • D
s(A)+s(B)
wE
wB
Cd(B)
剩２个固相
又开始析出Cd(s)
图 5-8 Bi(A)-Cd(B)系统相图
相态
度数
区
P 3，s(A)，s(C)，l(A+B) 0
lp +s(A)
s(C)
3,s(A)，s(C)，lp(A+B) 0
F lp +s(A)
s(C)
tA* 2，s(A)，l(A)
0
III 2，s(A)，s(C)
1
IV 2，s(C)，l(A+B)
1
V 2，s(B)，l(A+B)
1
JEG — s(C)+s(B)+lE(A+B) HFP — s(A)+s(C)+lP(A+B)
• • • 140 l(A+B)
C
E
Ⅳ
D
III 2 IV 2
s(A)+s(B)
wE
tA* 2
Bi(A)
tB* 2
wB
Cd(B) CED 3
图 5-8 Bi(A)-Cd(B)系统相图
相态
l（A+B） l（A+B）+s(A) l（A+B）+s(B)

材料热力学--第五章二组元材料热力学

Graphic construction of P. D.
2012-3-19
19/65
Graphic construction of P. D.
2012-3-1920/655.2 固-液两相平衡
2012-3-19
21/65
5.2 固-液两相平衡
2012-3-19
22/65
5.2 固-液两相平衡
2012-3-19
64/65
• 下一部分: 相变热力学
新相的形成析出相的表面张力效应自由能有序-无序转变
固溶体的分解固溶体的磁性转变自由能晶间偏析
2012-3-19
65/65
2012-3-19
58/65
5.5 相稳定化参数
2012-3-19
59/65
5.5 相稳定化参数
2012-3-19
60/65
5.5 相稳定化参数
2012-3-19
61/65
5.5 相稳定化参数
2012-3-19
62/65
5.5 相稳定化参数
2012-3-19
63/65
5.5 相稳定化参数
公切线确定偏聚固溶体的分解
吉布斯自由能－吉布斯自由能－成分公切线确定两相平衡
2012-3-19 10/65
相平衡的公切线法则
α-L及β-L的两相平衡及的两相平衡
二元合金系中的三相平衡
2012-3-19
11/65
相平衡的公切线法则
固溶体与中间相的平衡
二中间相的两相平衡
2012-3-19
12/65
Gm = Gm
2012-3-19 7/65
α
β
相平衡的公切线法则 • 两相平衡的化学势相等条件——公切线法则 (Common tangent law)。 • 对两相的自由能曲线作公切线，可求出：(1)两相平衡的成分范围;(2)平衡相的成分点。 • 切点成分满足同一组元在两相中化学位相等—— 两相平衡的条件

材料热力学 ppt课件

相变）、无核相变（连续相变）。
ppt课件
6
4.1 新相的形成和相变驱动力 4.2 马氏体相变热力学 4.3 珠光体转变（共析分解）热力学 4.4 脱溶分解热力学 4.5 调幅（Spinodal）分解热力学
ppt课件
7
4.1 新相的形成和相变驱动力
4.1.1 新相的形成
材料发生相变时，在形成新相前往往出现浓度起伏，形成核胚再成为核心、长大。无论核胚是稳定相还是亚稳相，只要符合热力学条件都可能成核长大。因此，相变中可能出现一系列亚稳定的新相。
材料热力学
第四章相变热力学 / 第五章界面热力学
ppt课件
1
参考书目
徐祖耀主编，材料热力学，高等教育出版社， 2009.
赵乃勤主编，合金固态相变，中南大学出版社， 2008.
江伯鸿编著，材料热力学，上海交通大学出版社， 1999.
徐瑞等主编，材料热力学与动力学，哈尔滨工业大学出版社，2003.
基本内容：
计算相变驱动力，以相变驱动力大小决定相变的倾向，帮助判定相变机制，在能够估算临界相变驱动力的条件下，可求得相变的临界温度。相变驱动力与相变阻力的平衡。
ppt课件
5
相变的分类：
1. 按热力学分类：一级相变、二级相变…… 2. 按原子迁移特征分类（固态相变）：扩散型
相变、无扩散型相变。 3. 按相变方式分类：形核-长大型相变（不连续
匀形核，因此所需的过冷度也小。
ppt课件
第四章相变热力15 学
4.2 马氏体相变热力学
4.2.1 马氏体相变
高碳钢经淬火发生了马氏体相变，获得马氏体显微组织，具有很高的硬度，但塑性较差。
马氏体相变是钢件热处理强化的主要手段，要求高强度的钢都是通过淬火来实现。

热力学第五章6162474页PPT文档

四冲程高速柴油机的理想化
1. 工质
p3 4
定比热理想气体
工质数量不变
2
P-V图p-v图
2’
2. 0—1和1’ —0抵消开口闭口循环
3. 燃烧外界加热
p0 0
5 1’
1
4. 排气向外界放热
V
5. 多变绝热
6. 不可逆可逆
理想混合加热循环（萨巴德循环）
分析循环吸热量，放热量，热效率和功量
p
3
4
T
4 3
1
2’ 喷柴油
V
2 开始燃烧
2—3 迅速燃烧，近似 V
p↑5~9MPa
四冲程高速柴油机工作过程
3—4 边喷油，边膨胀
p3 4
近似 p 膨胀
t4可达1700~1800℃
2 2’
4 停止喷柴油
5
4—5 多变膨胀
p0
1’
p5=0.3~0.5MPa
0
1
t5500℃
V
5—1’ 开阀排气， V 降压
1’—0 活塞推排气,完成循环
p 3
T
3
2
2
4
4
1
1
v
s
定容加热循环的计算Βιβλιοθήκη 吸热量T3
q1cvT3T2
放热量(取绝对值）
2
4
q2cvT4T1
1
热效率
s
t
wq1q21q21T 4T 1
q1 q1
q1 T 3T 2
定容加热循环的计算
热效率
T
t
1 T4 T3
T1 T2
1
T1
T4 T1
T2
T3 T2

材料科学基础(讲稿5章)

Cu-Ni合金的铸态组织 ×50 树枝状
39
3）特点 (ⅰ) 冷却速度较快. (ⅱ) 开始结晶温度低于液相线. (ⅲ) 结晶中，剩余液相特别是晶粒内部成分不均匀，先结晶的部分含高熔点组元较多，后结晶的部分含低熔点组元较多；固相平均成分偏离固相线，液相平均成分是否偏离液相线随冷却速度而异. (ⅳ) 结晶终了温度低于固相线. (ⅴ) 通常不能应用杠杆定律. (ⅵ) 室温铸态有晶内偏析，形成树枝状组织.
Zn 2+、Ga 3+、Ge 4+、As 5+在Cu+中的最大固溶度（摩尔分数）分别为38%、20%、12%、7%
6
Zn 2+、Ga 3+、Ge 4+、As 5+在Cu+中达最大固溶度时所对应的e/a≈1.4→极限电子浓度

超过极限电子浓度，固溶体就不稳定，会形成新相。计算电子浓度时，元素的原子价指的是：原子平均贡献出的共有电子数，与该元素在化学反应时的价数不完全一致。

不平衡共晶形成原因分析
56
3）离异共晶——合金中先共晶相的量很多，共晶体的量很少时，共晶体中与先共晶相相同的相依附于先共晶相生长，将共晶体中的另一相孤立在先共晶相的晶界处．这种共晶体两相分离的组织称为离异共晶.
57ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Pb-Sb共晶离异组织（铸态）×400 α 相依附初生晶α 析出，形成离异的白色网状β
58
3、包晶相图及其结晶
（1）相图分析液相线单相区两相区固相线三相区固溶度曲线（2）包晶反应在一定温度下，由一固定成分的液相与一个固定成分的固相作用，生成另一个成分固定的固相的反应，称为包晶反应。

材料化学热力学课件

详细描述
熵的大小与系统的微观状态数目成正比，当系统从有序向无序转变时，熵会增加。在材料化学热力学中，熵是描述系统平衡态的重要参数，对于化学反应的方向和平衡常数具有决定性作用。
焓
总结词
焓是表示物质能量的物理量，包括内能和压力势能等。
详细描述
焓的大小与物质的种类和状态密切相关，对于化学反应而言，焓的变化会影响反应的能量变化。在材料化学热力学中，焓是描述系统能量状态的重要参数，对于化学反应的能量平衡具有重要影响。
详细描述
在高温高压环境下，物质的热力学性质会发生显著变化，如相变、化学反应等。这需要研究者发展更为精确的热力学模型和实验技术，以适应极端条件下的研究需求。
新型测量技术的发展
总结词
随着科技的发展，新型测量技术为材料化学热力学提供了更准确、更便捷的实验手段。
详细描述
新型测量技术如原子力显微镜、光电子能谱、核磁共振等，能够提供高分辨率和高灵敏度的热力学参数测量。这些技术的发展将有助于推动材料化学热力学研究的深入和广泛应用。
材料化学热力学课件
目
CONTENCT
录
• 材料化学热力学基础 • 材料化学热力学中的重要参数 • 材料化学热力学的应用 • 材料化学热力学的实验方法 • 材料化学热力学的挑战与未来发展
01
材料化学热力学基础
定义与概念
定义
材料化学热力学是研究在等温、等压条件下，材料化学反应中能量转化和物质转变的规律的科学。
热力学第二定律
总结词
揭示了自然发生的反应总是向着熵增加的方向进行，即向着更加混乱无序的状态发展。
详细描述
热力学第二定律指出，自然发生的反应总是向着熵增加的方向进行。熵是一个衡量系统无序度的物理量，代表着系统的混乱程度。在材料化学反应中，这一规律表现为自发反应总是向着物质状态更为混乱、能量更为分散的方向进行。这一原理对于理解材料化学

材料热力学热力学基本原理

热力学第二定律及其相关基本概念
• Gibbs自由能：G=H-TS； • Helmholtz自由能：F=U-TS
• 不做非体积功的情况下可逆过程
dG=d(H-TS)=dH-TdS-SdT=SdT+VdP-TdS-SdT=-TdS+VdP
dF=d(U-TS)=dU-TdS-SdT=SdT-PdV-TdS-SdT=-TdS-PdV
下发生的，因此在用包含压力的状态函数对我们解决问题更有利，为此我们定义了焓。焓是热力学中常用的热力学函数，与内能一样，焓没有绝对值。在恒压、不做非体积功的情况下：
dH d(U PV) dU PdV dQ
热力学第一定律及其相关基本概念
• 恒压热容：在不发生相变与化学变化、恒压、不做非体积功的情况下体系每升高1度体系所需吸收的热量：
U Q TT
为体系热力学过程所引起的环境熵变。
•
当
U S 0 T
即 F 0 ，体系与环境熵变的总
和大于零，过程能自发进行。
• 当 U S 0 即F 0 ，体系与环境熵变的总和等T于零，体系处于平衡状态。
如：温度、压力、成份等。 – 状态函数：以状态变量为自变量，用来描述体系热力
学状态的一些量，如：焓、熵、自由能等。状态一定，描述系的状态变量与状态函数值一定。
通用热力学基本概念
– 容量性质：在状态函数与状态变量中，随体系所含物质多少变化而变化的性质，称为容量性质，如：内能、焓、熵、自由能等。1摩尔物质所对应的容量性质称为摩尔量，如：摩尔分数、摩尔内能、摩尔焓、摩尔熵、摩尔自由能等。摩尔量仍然是容量性质。平衡状态下，体系的每一部分，容量性质可以不相同，如：在处于平衡状态的某一材料中，不同的相有不同的成份、不同的自由能、不同的焓、不同的熵等。

4-5-二组元材料热力学

26

0
0
G A G A RT ln X A RT ln X A
第二相为纯组元和化合物时溶解度的形式非常相似
20
ln X B
Gm nI AB nRT
化合物的形成自由能 Gm 越负，溶解度就越小
组元间相互作用能 I 的绝对值越小，溶解度就越小 AB 温度越高，溶解度越大
Gm 如何理解
I AB
对溶解度的作用？
Gm X A 0GA X B 0GB RT ( x A ln x A xB ln xB ) x A xB I AB

19
在相中的溶解度
X B exp(Gm m0G n( 0GB I ) / nRT A AB
化合物AmBn ()的形成自由能
Gm Gm (mG nGB ) A
X B exp(Gm m0G n( 0GB I ) / nRT A AB
dG 0
G min
A-B二元系，在P,T一定时,在和两相平衡共存的状态下，根据平衡态判据应该有： G min dG 0
两相平衡的化学势相等条件 - 公切线法则
对两相的自由能曲线作公切线，可求出：平衡相的成分点两相平衡的成分范围
某一温度 T
切点成分满足同一组元在两相中化学位相等 - n B A
18
以规则溶体模型描述相，溶体的化学势可表示为
0G (1 X ) 2 I RT ln X 代入 A A A AB A
B 0GB (1 X B ) 2 I RT ln X B AB
B B

C5 二组元材料热力学

xBL(2) = 0.7462
当T =500K时
ln x
L(1) A
0.2255
xBL(1) = 0.2019
L( 2 ) l n xB 0.4531
xBL(2) = 0.6357
xBL(1) = 0.3133 xBL(2) = 0.4997 xBL(1) = 0.4655 xBL(2) = 0.3347
XAL(1) +XBL(2) =1
G
A
L
B
XAL(1) XBL(2)
绘制相图: 当T =700K时， 2.5 ( 800 700 ) L( 1 ) ln X A 0.0537 3 8.314 700 800 10 XAL(1) = 0.9477 XBL(1) = 0.0523
当T =400K时
L(1) ln xA 0.3759
ln x
L( 2 ) B
0.6937
当 T =300K时
L(1) ln xA 0.6265
L( 2 ) l n xB 1.0946
此时，xAL(1) + xBL(2) < 1，表明共晶温度在
400-300K之间进一步利用尝试法，求得xAL(1) + xBL(2) =1时的共晶温度Te 当T =340K时，
5.1 两相平衡 — 相平衡的公切线法则
液态L：完全互溶固态：二组元互不相溶、
G
G

+L
L
L+

A

A

A

B

B
•

B
•

A

材料热力学课件-第五章-1

29
解：应用克-克方程定积分式
ln 101 .325 kPa 12.0kPa
vapH m 8.3145 K-1 J
mol
1
1 298
K
1 353 K
解得：vapHm=33924Jmol-1
代入求Kb(A)： K b R(Tb* )2 M A
vap H m,A
30
dlnp ΔvapH m dT RT 2
ln p Hm B lnp RT
为不定积分式
直线斜率：-Hm/R
H m R
271/T
定积分
p2 d ln p
p1
T2 T1
H m RT 2
dT
ln
p2 p1
H m R
1 T1
1 T2
定积分式
**讨论：用于纯物质液气或固气的两相平衡。
28
已知液体苯(A)的常压沸点为353K, 298K时 pA*=12.0kPa, 计算A的沸点升高常数Kb(A)。
17
解： (1) C = s - R - R´= 3 - 1 - 1= 1
f =C-+2= 1-2+2=1
(2) C = s - R - R´= 3 - 1 - 0 =2
f = C- + 2 = 2 - 2 + 2 = 2
18
例 CuSO4（s）与H2O能生成如下固体水合物CuSO4.˙H2O(s)、CuSO4˙3H2O（s）、 CuSO4˙4H2O(s)、CuSO4˙5H2O（s）。
（1）若V 与H同号，则 T，p ；
（2）若V 与H 异号，则T, p ；如冰-水平衡。
24
2、克劳修斯-克拉佩龙方程式
* 对于液 - 气平衡，固 - 气平衡，克拉佩龙方程加入近似条件可以简化；

热力学第五章

卡诺定理推论二
在两个不同温度的恒温热源间工作的任何不可逆热机，其热效率总小于这两个热源间工作的可逆热机的效率。 T1 已证： tIR > tR 只要证明 tIR = tR Q1 Q1’ 反证法,假定：tIR = tR WIR WR IR R ’ 则W = W 令 Q1 = Q1 IR R ∴ Q1’- Q1 = Q2’ - Q2= 0 Q2 Q2’
T1
’
T0
’
1 T0 1 T1
三种卡诺循环
T T1
T1
制热
动力
T2
T0
制冷
T2
s
例题
有一卡诺热机,从T1热源吸热Q1,向T0环境放热Q2, 对外作功W带动另一卡诺逆循环,从T2冷源吸热Q2’,向 T0放热Q1’ 试证: 当T1>>T0
' 2
T1 Q1 W Q2 T0
则
Q T2 C Q1 T0 T2
• t,c只取决于恒温热源T1和T2
而与工质的性质无关；
• T1
t,c
,
T2
c
，温差越大，t,c越高
• T1 = K, T2 = 0 K, t,c < 100%，热二律
• 当T1=T2， t,c = 0, 单热源热机不可能
卡诺逆循环卡诺制冷循环
T T0
制冷
T2
s1
s2 s T2 ( s2 s1 ) T2 T0 ( s2 s1 ) T2 ( s2 s1 ) T0 T2
T1 热源
Q1
A WA B
Q1’
Q2’
冷源 T2 <T1
证明2、违反克表述导致违反开表述
反证法：假定违反克表述 Q2热量无偿从冷源送到热源

材料热力学理论及其应用

材料热力学理论及其应用材料热力学是热力学基础理论的一个分支，主要研究物质的热力学性质，包括热力学定律、热力学过程和热力学函数等。

材料热力学理论的发展可以帮助我们更好地理解自然界和人造物质的行为，同时也可以为科技的发展和应用提供理论支持。

一、材料热力学的基本概念材料热力学研究的对象是物质的热力学性质，而物质的热力学性质包括物质的热力学状态、热力学定律、热力学过程和热力学函数等。

其中，热力学状态是指物质的温度、压力、体积和物质组成等热力学量的取值；热力学定律是指热力学第一定律、热力学第二定律和熵增定理等；热力学过程是指物质在热力学状态发生变化的过程；热力学函数是描述物质热力学状态和过程的数学函数。

二、材料热力学的主要内容材料热力学的主要内容包括热力学基本定律、热力学循环过程、相变热力学和材料热力学计算等。

1、热力学基本定律热力学基本定律是描述热力学过程中能量转化和守恒的基本规律。

热力学第一定律是能量守恒定律，即能量可以转化形式但能量的总量不变。

热力学第二定律则描述能量转化的方向性，即所有物理过程在不可逆条件下发展的方向是使熵增加的方向。

2、热力学循环过程热力学循环过程是指一个系统处于一系列热力学状态而最终返回起始状态的过程。

热力学循环过程广泛应用于工程领域中，如热能机的工作过程、制冷机的循环过程等。

3、相变热力学相变热力学研究物质在不同条件下发生相变时所涉及的热力学性质。

相变热力学内容广泛，包括原子尺度下的固态、液态和气态、各相之间的平衡和相变热等。

4、材料热力学计算材料热力学计算是利用数学方法描述材料热力学状态和过程的计算方法。

材料热力学计算广泛应用于材料科学和工程等领域，如材料合金的相图计算、高温合金的热稳定性计算等。

三、材料热力学的应用材料热力学理论在材料科学和工程中的应用十分广泛，包括材料的热力学性质研究、材料相图计算、材料合金设计、热稳定性和耐腐蚀性等方面。

1、材料热力学性质研究材料热力学性质研究有助于深入了解材料的热力学行为，为材料的性能优化和人工合成提供理论基础。

材料热力学-二组元相与二组元材料热力学

二组元材料热力学的应用
合金设计
材料性能预测
通过二组元材料热力学，可以预测合金在不同条件下的相组成和性质，从而优化合金的设计。
利用二组元材料热力学数据，可以预测材料的各种性能，如热导率、电导率、硬度等。
相图绘制
过程控制与优化
通过实验测定和计算，可以绘制二组元材料的相图，反映不同温度和压力下材料的相平衡状态。
基本关系
二组元相是二组元材料热力学的核心研究对象，通过研究二组元相的生成、稳定和转变，可以揭示材料在不同温度、压力条件下的性能和变化规律。
二组元相与二组元材料热力学的相互作用
相互作用
指二组元相之间以及相与周围环境之间的相互影响和作用。
相平衡
在一定温度和压力条件下，二组元相之间会达到平衡状态，形成特定的相组成和相结构。
PART 02
二组元相
二组元相的分类
1 2Βιβλιοθήκη 简单共晶相由两种组元在一定温度和压力下形成的一种固溶体相，两种组元在相中保持各自特性。
复杂共晶相
由三种或更多种组元在一定温度和压力下形成的一种固溶体相，各组元在相中保持各自特性。
3
金属间化合物相
由两种或更多种金属元素通过化学键结合形成的化合物相，其晶体结构和化学键合方式较为复杂。
主题简介
二组元相
指由两种元素或化合物组成的相，如合金中的固溶体、金属间化合物等。
二组元材料热力学
研究二组元相在热力学条件下的形成、稳定性和转变规律的科学。
重要性及应用领域
重要性
二组元相与材料性能密切相关，掌握其热力学规律有助于优化材料设计、提高材料性能。
应用领域
材料科学、冶金、陶瓷、化学工程等。

二组元材料热力学.ppt

异：理想溶体化学势中没有与IAB 有关的过剩项；规则和亚规则溶体
中有与IAB有关的过剩项。
根据Gm-X曲线可求出对应一定成分的两个组元的化学势。
扩散方向判定
溶体性质－IAB
* 固溶体中原子定向迁移的驱动力是化学势梯度，而不是浓度梯度。但是化学势的梯度经常和浓度梯度方向一致，因此表现出原子沿着浓度梯度的方向迁移。
0H
B
L
(1
T TB
)
A
L A
固-液平衡时
B
L B
RT
ln
1 1
X X
B L B
(
X
L B
)2
I
L AB
(
X
B
)
2
I
AB
0H
A
L
(1
T TA
)
RT
ln
X
B
X
L B
(1
X
L B
)
2
I
L AB
(1
X
B
)2
I
AB
0H
A
L
(1
T TB
)
当方程热组力RT可学ln以参XX BB求数L 得(I1AL各B、X个IBLAB)、温2 I AL度B0H下(A1的L、X相B 0)H2平IBA衡B L成已0H分知BX时L (B1，和 TT求XB )BL解上面的联立
将微量的杂质B与元素A构成以B为溶质的二元合金系统。可能出现两种情况
固溶体中B含量小于液相固溶体中B含量大于液相
K
B
/
L
K
B
/
L
X
B
XXBLB
X
L B

材料热力学课件

不可逆过程与可逆过程
不可逆过程
在热力学过程中，如果系统和外界的变化不能通过无穷小的改变而互相抵消，则称该过程为不可逆过程。不可逆过程总是伴随着能量的耗散和熵的增加。
可逆过程
在热力学过程中，如果系统和外界的变化可以通过无穷小的改变而互相抵消，使得系统能够沿着相反的方向进行并恢复原状，则称该过程为可逆过程。可逆过程是理想化的过程，实际中很难实现。
热力学第一定律表达式
ΔU=Q-W，其中ΔU为系统内能的变化，Q为系统吸收的热量，W为系统对外所做的功。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
不可能从单一热源取热，使之完全转换为有用的功而不产生其他影响；或不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
熵增原理
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。
高温超导材料的相变与热力学性质
01
研究高温超导材料在不同温度、压力下的相变行为，以及相变
过程中的热力学性质变化。
热力学模型与计算
02
建立适用于高温超导材料的热力学模型，通过计算预测材料的
热力学性质和行为。
热稳定性与热力学性能优化
03
研究高温超导材料的热稳定性，探索提高材料热力学性能的途
径和方法。
纳米材料热力学
感谢您的观看
THANKS
热力学模拟计算方法
分子动力学模拟
通过计算机模拟原子或分子的运动过程，研究材料的热力学性质
和相变行为。
蒙特卡罗模拟
利用随机数进行抽样计算，模拟材料的热力学过程和相变现象。
第一性原理计算
基于量子力学理论，通过计算材料的电子结构和能量状态，预测
材料的热力学性质。
06