【摘要】：面對急劇下降的有色金屬資源儲備和日益復(fù)雜的礦物資源等嚴(yán)峻形勢,回收從礦石冶煉及二次資源中產(chǎn)生的Sn-Sb合金意義重大。真空蒸餾法處理Sn-Sb合金具有流程短、無污染、金屬回收率高等優(yōu)點(diǎn)。本文以Sn-Sb二元合金為對象,開展了合金組元活度的預(yù)測和實(shí)驗(yàn)測定,合金體系氣液相平衡(Vapor-Liquid Equlibibrium, VLE)建模和實(shí)驗(yàn)測定等研究工作。通過對合金組元活度預(yù)測模型的篩選和合金體系VLE預(yù)測模型的建立等關(guān)鍵科學(xué)問題的研究,獲得能夠準(zhǔn)確預(yù)測：Sn-Sb二元合金組元活度的熱力學(xué)模型,建立Sn-Sb二元合金體系的VLE關(guān)系,構(gòu)建二元合金的VLE預(yù)測模型,進(jìn)而為豐富多元合金的熱力學(xué)數(shù)據(jù)、完善真空蒸餾基礎(chǔ)理論,為有色金屬合金高效、清潔分離提供理論支撐：1.首先對分子相互作用體積模型(Molecular Interaction Volume Model, MIVM)進(jìn)行簡化,然后采用簡化的MIVM、Wilson方程、Miedema模型計(jì)算了Sn-Sb二元合金在905K溫度下的活度和活度系數(shù),通過計(jì)算、分析上述模型的平均相對偏差及平均標(biāo)準(zhǔn)偏差發(fā)現(xiàn)：MIVM簡化后,計(jì)算過程大大簡化,活度計(jì)算值與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)值的平均相對偏差為±0.09%,平均標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.0006。而Wilson方程與Miedema模型的平均相對偏差分別為±0.37%、±11.98%,平均標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為±0.001、+12.08%。另外,MIVM物理意義清晰、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)少,表明采用簡化的MIVM計(jì)算Sn-Sb二元合金體系的活度可靠性強(qiáng)。2.對自制熔鹽電解質(zhì)(LiCl+KCl+SnCl2)凈化,測算了Sn-Sb合金組元活度,與文獻(xiàn)中相同條件下所測算數(shù)據(jù)值進(jìn)行了對比,數(shù)據(jù)吻合。同時以自制的8YSZ為固體電解質(zhì)與低溫液態(tài)電解質(zhì)方案、文獻(xiàn)中采用熔鹽電解質(zhì)(LiCl+KCl+SnCl2)測定的活度值相比,表明本文中在低溫、高溫條件下測算活度值準(zhǔn)確可靠。首次以8YSZ為固體電解質(zhì),采用電動勢法測算了Sn-Sb二元合金在905K、1073K的溫度條件下的活度等熱力學(xué)性質(zhì)。3.采用文獻(xiàn)中及本文測定的活度值對MIVM, Wilson方程及Miedema模型進(jìn)行校核、篩選,結(jié)果表明:MIVM的平均相對偏差最小,為±5.68%,Wilson方程與MIVM為同一精度,Miedema模型偏差最大,為±12.47%。另外,MIVM物理意義清晰、且經(jīng)驗(yàn)參數(shù)少,表明采用簡化的MIVM計(jì)算Sn-Sb合金組元的活度準(zhǔn)確可靠。4.采用簡化的MIVM完善了合金分離系數(shù)β和氣液相平衡成分的計(jì)算,采用優(yōu)化方法計(jì)算并繪制了不同溫度下Sn-Sb二元合金的氣液相平衡成分圖(x-y圖),為真空蒸餾分離合金提供了理論參考。基于氣液平衡理論,采用簡化的MIVM建立了二元合金體系的氣液相平衡預(yù)測模型,采用該模型計(jì)算了Sn-Sb二元合金體系的氣液相平衡,并繪制了氣液平衡相圖(T-x(y)相圖和p-x(y)相圖),實(shí)現(xiàn)了Sn-Sb二元合金真空蒸餾過程最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件的篩選,不同溫度、壓力條件下合金組元在氣、液相間分布的簡便、直觀預(yù)測以及蒸餾產(chǎn)品成分的定量預(yù)測。綜上,可以看到,研究結(jié)果豐富了二元合金的熱力學(xué)數(shù)據(jù)、完善了真空蒸餾基礎(chǔ)理論,為有色金屬合金真空分離實(shí)踐提供了可靠的理論依據(jù)和指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TF13;TF81

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊濤;;二元合金相圖實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J];四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版);2009年S1期

2 ;二元合金相圖 連載[J];上海有色金屬;1980年03期

3 ;二元合金相圖——連載[J];上海有色金屬;1980年04期

4 ;二元合金相圖 連載[J];上海有色金屬;1980年05期

5 ;二元合金相圖連載[J];上海有色金屬;1980年06期

6 陶治,王瑞芳;二元合金相圖與黃金分割律[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年S1期

7 蔡定建,楊忠,郁德清,鐘一平;二元合金相圖的繪制與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)[J];南方冶金學(xué)院學(xué)報(bào);2001年01期

8 陳紅梅,歐陽義芳,鐘夏平,吳偉明;鐵基二元合金非晶形成范圍的理論研究[J];廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年04期

9 蔣海燕;朱方;顧浩;;二元合金相圖實(shí)驗(yàn)教材的研究 試劑的純度[J];化學(xué)世界;2008年11期

10 蔣海燕;朱方;顧浩;;關(guān)于二元合金相圖實(shí)驗(yàn)教材中若干問題的商榷[J];科技信息(科學(xué)教研);2008年08期

相關(guān)會議論文 前8條

1 李晶;王曉強(qiáng);柯家駿;范建峰;袁章福;;熔融錫、鉍及其二元合金的表面張力[A];2006年全國冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

2 王樹林;徐波;李生娟;李來強(qiáng);;納米鈦-鋯二元合金:一種新的生物材料[A];中國顆粒學(xué)會2006年年會暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會論文集[C];2006年

3 陳艷輝;孫威;張澤;;少量Ni添加對Al-Rh準(zhǔn)晶系微結(jié)構(gòu)的影響[A];2006年全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2006年

4 歐陽義芳;金展鵬;;貴金屬-鋁二元合金形成焓的EAM計(jì)算[A];第九屆全國相圖學(xué)術(shù)會議論文集[C];1997年

5 馮瑞娟;武海順;;Fe-Al二元合金團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)與磁性研究[A];中國化學(xué)會第九屆全國量子化學(xué)學(xué)術(shù)會議暨慶祝徐光憲教授從教六十年論文摘要集[C];2005年

6 潘虎成;潘復(fù)生;彭建;;合金成分與溫度對Mg-Al二元合金熱物理性能的影響[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

7 歐陽義芳;陳紅梅;鐘夏平;;Ti-O系二元合金熱力學(xué)性質(zhì)的EAM計(jì)算[A];第十屆全國相圖學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

8 陳東勇;應(yīng)鵬展;崔教林;于磊;陳達(dá);;贗二元合金(Ga_2 Te_3)_x-(AgSbTe_2)_(1-x)(x=0～0．2)的制備、微結(jié)構(gòu)和熱電性能[A];2008全國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 周云凱;Zr-Ti二元合金的強(qiáng)韌化及其組織演變[D];燕山大學(xué);2015年

2 李先芬;共晶系和勻晶系二元合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及其對凝固的影響[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

3 趙巖;二元合金熔體凝固過程中的結(jié)構(gòu)演化及團(tuán)簇行為[D];山東大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉思揚(yáng);Ti、Nb、Sn及其二元合金結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電子結(jié)構(gòu)的研究[D];遼寧大學(xué);2015年

2 董婷婷;往復(fù)擠壓Mg-Gd二元合金強(qiáng)化機(jī)制研究[D];上海交通大學(xué);2015年

3 許帥;Pb-Sb二元合金真空蒸餾理論及實(shí)驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

4 徐俊杰;Sn-Sb二元合金活度及氣液相平衡研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

5 陶小馬;稀土二元合金的熱力學(xué)性質(zhì)的研究[D];廣西大學(xué);2004年

6 魏欽帥;鋁鋅二元合金的分子動力學(xué)模擬及真空蒸餾實(shí)驗(yàn)研究[D];昆明理工大學(xué);2012年

7 龍朝輝;二元合金邊際固溶度的嵌入原子方法研究[D];湖南師范大學(xué);2007年

8 李崇;錫鉛二元合金智能檢測儀的研發(fā)[D];昆明理工大學(xué);2007年

9 郭生暉;部分稀土二元合金相圖的熱力學(xué)計(jì)算[D];廈門大學(xué);2009年

10 劉宗琳;二元合金團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)演化、電子結(jié)構(gòu)和磁性的研究[D];西南大學(xué);2012年

，

本文編號：2678083