在Fe-O-Si熔體中,硅脫氧生成的二氧化硅夾雜物嚴(yán)重影響鋼的性能,降低了鋼的塑性,韌性和疲勞壽命,對(duì)鋼的強(qiáng)度,延伸性,韌性,切削性,抗腐蝕性能,表面光潔度以及焊接性能等各方面的性能有著直接的影響。在Kyoko WASAI的文章中,觀察到了熔體中硅氧反應(yīng)形成無(wú)定型氧化硅固體產(chǎn)物。而在鐵液中,用Si-Fe,Mn-Fe,Al-Fe等進(jìn)行復(fù)合脫氧時(shí),硅氧反應(yīng)的產(chǎn)物在成為爐渣或硅酸鹽夾雜的組元之前,也就是Si氧化進(jìn)入到渣中之前,應(yīng)該仍是固體二氧化硅。這里針對(duì)鋼液中[Si]+2[O]=SiO₂（s）的反應(yīng)來(lái)研究硅氧反應(yīng)機(jī)理。首先,采用基于第一性原理的DMol3軟件包計(jì)算了Fe-O-Si熔體中硅氧反應(yīng)可能形成的各種氧化硅團(tuán)簇亞穩(wěn)相以及低溫石英、高溫石英、高溫方石英晶體的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)。（SiO₂）n優(yōu)化結(jié)果表明:（1）（SiO₂）n存在n=1~15,20,25等17種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的團(tuán)簇;（2）（SiO₂）n的Cp、H和S隨T升高而增大;（3）Gv隨T升高而減小,在400-700K范圍內(nèi)兩兩相交,說(shuō)明團(tuán)簇的穩(wěn)定性再... 

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究過(guò)程中計(jì)算理論依據(jù)
        1.1.1 絕熱近似
        1.1.2 單電子近似
        1.1.3 密度泛函理論
    1.2 鋼中的非金屬夾雜物
        1.2.1 鋼中的非金屬夾雜物
        1.2.2 鋼中非金屬夾雜物的分類(lèi)及性質(zhì)
    1.3 潔凈鋼的研究及其現(xiàn)狀
        1.3.1 潔凈鋼的概念及發(fā)展
        1.3.2 潔凈鋼中夾雜物改性技術(shù)
        1.3.3 鋼鐵中納米粒子作用
        1.3.4 納米技術(shù)
    1.4 模擬軟件（MS）的介紹
    1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容、目的及意義
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究目的
        1.5.3 研究?jī)?nèi)容
2 第一性原理熱力學(xué)計(jì)算原理及應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 第一性原理計(jì)算—DMol~3熱力學(xué)計(jì)算原理
    2.3 小結(jié)
3 二氧化硅團(tuán)簇及晶體的第一性原理計(jì)算
    3.1 引言
    3.2 計(jì)算方法
    3.3 (SiO_2)n的結(jié)構(gòu)
    3.4 (SiO_2)n的性質(zhì)
    3.5 SiO_2 (s)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
    3.6 小結(jié)
4 熔體中硅氧反應(yīng)的二步熱力學(xué)及形核機(jī)制
    4.1 經(jīng)典形核理論與二步形核機(jī)理
        4.1.1 經(jīng)典形核理論
        4.1.2 二步形核機(jī)理
    4.2 基于二步形核理論的硅氧反應(yīng)Gibbs自由能變化計(jì)算
        4.2.1 Fe - O – Si熔體中硅氧反應(yīng)步驟
        4.2.2 (SiO_2)n生成及進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為晶體的Gibbs自由能變化
    4.3 Fe-O-Si熔體中無(wú)定型氧化硅形成機(jī)理
    4.4 實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        4.4.2 樣品制備
        4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.5 小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3676597