[发明专利]一种测定Sn基合金中Mg相互作用母系数的方法

说明书

本发明提供了一种测定Sn基合金中Mg相互作用母系数的方法，其步骤包括：制备Mg粉；将Sn粒和Mg粉加到石墨坩埚内；将石墨坩埚置于700～800℃的管式炉恒温区；将管式炉升温至1500℃，保温24h，将石墨坩埚取出淬冷；从淬冷后的石墨坩埚中取出试样，对试样分析得到Sn基合金中Mg的质量分数；由Sn基合金中Mg的质量分数推算得到反应平衡时Sn中[Mg]的摩尔分数x_[Mg]；分别由公式计算反应平衡时Sn中[Mg]以纯液镁为标准态的活度系数γ_[Mg]和Sn基合金中Mg的相互作用母系数本发明提供的一种测定Sn基合金中Mg相互作用母系数的方法，测定方法简单、适用范围广。

技术领域

本发明涉及物化测试技术领域，特别涉及一种测定Sn基合金中Mg相互作用母系数的方法。

背景技术

镁合金具有重量轻、比强度高等优点，因此，对镁合金的热力学性质进行研究，可更好的应用于指导镁合金的开发与利用。目前合金体系组元活度的测定方法主要有模型预测法及实验测定法两大类。据相关文献调研，实验测定活度的方法有蒸气压法、电动势法、化学平衡法、分配定律法、饱和溶解度法及质谱法等方法。模型预测活度的方法有溶液模型法、几何模型法、相互作用法、解析计算法和经验模型法。但实验测定法受高温实验复杂程度和实验数据精度要求的影响，合金体系组元活度的数据相对比较匮乏，而且实验测定合金体系组元活度通常在高温下进行，难度较大。而模型预测法中所得到的各种模型都有自己的局限性和适用范围。

因此，目前需要一种测定方法简单、适用范围广的测定Sn基合金中Mg相互作用母系数的方法，使对镁合金的开发与利用具有指导意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测定方法简单、适用范围广的测定Sn基合金中Mg相互作用母系数的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种测定Sn基合金中Mg相互作用母系数的方法，包括如下步骤：

制备Mg粉；

将Sn粒和Sn粒质量5-10％的Mg粉加到石墨坩埚内；

将石墨坩埚置于700～800℃的管式炉恒温区；

将管式炉升温至1400-1600℃，保温20-30h，将石墨坩埚取出淬冷；

从淬冷后的石墨坩埚中取出试样，对试样分析得到Sn基合金中Mg的质量分数；

由Sn基合金中Mg的质量分数推算得到反应平衡时Sn中[Mg]的摩尔分数x_[Mg]；

由公式：

计算反应平衡时Sn中[Mg]以纯液镁为标准态的活度系数γ_[Mg]；

式中，p_CO和p^θ分别为CO的分压与标准大气压，K^θ为化学反应的平衡常数；

由泰勒级数展开式：

计算Sn基合金中Mg的相互作用母系数

式中，为稀溶液内组分Mg以纯物质为标准态的活度系数。

进一步地，所述公式

的推导方法如下：

[Mg]_Sn+CO(g)＝(MgO)+C(graphite) (1)

ΔG^θ＝-RTlnK^θ (2)