无锡不锈钢形成热及费密能

发布时间：2014/5/17  作者：不详  点击量：1859次

2.2.3.2形成热及费密能 考虑到原子间交互作用的近程性，如式2-1所示，合金的形成热与组元电负性差的平方成正比。若采用集体化的电子云模型，则电子的最大动能—费密能( Em)与电子浓度有关，OK时的。m表达式为: 从上式或反应方向原理可以看出，当C,-增加时，则方向易于向左进行，降低CH'，即降低氢的溶解度。 铜是单价金属，在铜中加人高价的合金元素，例如锌、铝、锡等，增加了电子浓度，故氢的浓度C『下降，图2-3示出了这种效应;反之，在铜中加人能吸收自由电子的过渡族金属，例如镍、铂等，由于降低了Ce-，从而使CH•增加。 这个模型也可用于说明氢在WA族元素(钦、错、铅)及VA族元素(钒、扼、担)溶解度较大的事实，这是由于这些元素的d层电子缺位多，易于吸收电子，降低了C,-，故增加了CH'。这些金属溶氢时是放热反应，可能与氢的s电子填人d层缺位后，H+与M一形成了较强的化学键有关。 2.2.3.3弹性应变能 固溶体的形成热为正时，一般认为是由于原子大小不同导致的弹性应变能(有时叫畸变能)引起的。所有的计算模型都认为:半径为RA的溶剂原子首先空出来，留下一个孔洞;然后将半径为RB的溶质原子放进这个孔洞;为了保持连续性，界面焊合;由于RB:?4- RA，因而整个合金处于受力状态。这个过程引起的能量变化，在恒温恒容条件下是△F，而只有在绝热恒容条件下才是△Uo 这种应变能虽是长程性，分布在整个晶体，但却较为集中在溶质原子或其周围。已有的计算方法，包括了所有的可能性。 (1 )刚性溶质模型—溶质原子为刚性球，而溶剂为连续弹性介质。 FrenkelE43〕采用了这个图像，考虑了溶剂变形，作为位移问题求解，得到一个溶剂原子引起的弹性应变能UA为:这个计算方法最为简便。 (2)溶质和溶剂都是弹性介质—溶质和溶剂都变形，其弹性应变能分别为UB及UA，根据能量为最小的条件(第1章式I一20):晶‘UA+UB，一“(2一27)求调整后的孔洞半径R ` o Friedel(44)采用了这种方法，计算了体系的总应变能。 Christian (45)191X及HHHeC[46]也进行T类似的计算。 (3)溶质是弹性球，忽略溶剂晶体的应变能—Averbach等人〔47)认为应变能主要是由于将溶质原子置人溶剂孔洞所做的静压功，并引人溶质原子的有效体积弹性模最。 尽管上述三种计算方法和结果有差异，但是，计算结果都指出，弹性应变能与护成正比式2-26，也正比于弹性模量。在选择溶质的原子半径时.McLean(48)124页认为用有效半径，可以获得较为满意的结果。这种看法是合理的，因为在2.2.2.4节我们讨论合金化时指出，合金化使溶质原子的尺寸有较大的变化，变化后溶质原子的大小，与溶剂晶体中点阵位置不再适应时，才会有应变能。