D0I:10.13374/i.i8sn1001-t53.2010.01.014 第32卷第1期 北京科技大学学报 Vol 32 No 1 2010年1月 Journal of Un iversity of Science and Technology Beijing Jan 2010 金属间化合物的标准熵估算模型 赵定国郭培民赵沛 钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室，北京100081 摘要在分析已有的热力学数据基础上，建立了估算二元金属间化合物标准熵的双参数模型·用此模型可估算由简单金属 形成的二元金属间化合物的标准嫡，涉及Fe Si Nh Ti Cu,Co和Mg等多个体系.估算了132个已知金属间化合物ACa A KCa CNi FeTi FeSi FeNb和MoS等的标准嫡，平均误差为4.86moT·K,标准差为6.24moT.K.用双参数模型估 算的标准熵精度高，其估算误差小于离子束缚模型. 关键词金属间化合物：标准嫡：双参数模型：估算 分类号TG111.3 Estim ation m odel for standard entropy of in tem etallics ZHAO Ding guo GUO Peim in ZHAO Pei State Key Laboratory for Advanced Iron and Steel Pmocesses and Materials Central Iron and Steel Research Institute Beijing 100081.China ABSTRACT A twoparametermodel for estin ating the standand entropy of binary intemetallics was developed based on the analysis of existing themodynan ic data The model can estmate the standard entropy of binary intemetallics fomed by smple metals invoF ving the multi-systems of Fe Si Nb Ti Cu Co Mg ete The standand entropies of 132 intemetallics such as A Ca A Co CNi FeTi FeSi FeNb and MoSi were estinated It is found that the avemage eror of standand entropy is about4.86mo.K and the standan deviation is 6.24moK.The accumcy of standan entropy estimnated by the wo parametermodel is higher than that estmated by the ion binding model KEY W ORDS intemetallics standard entropy;woparmetermodel estmation 在火法治金中，金属熔体经常以金属间化合物 子数据库也仅针对已知数据，更多的热力学数据却 形式存在，例如，CaS哈金熔体在冶金上作为良好 无从得到，因此通过理论分析和实验规律建立的物 的脱氧剂、脱硫剂同样有着广泛的应用，因此其热力 性估算方法是非常重要的， 学性质受到冶金工作者的广泛关注，同时CaS合 对于金属间化合物的标准熵估算，国外有一些 金也是一种重要的铁合金产品，研究其热力学性质 学者提出了关于金属间化合物的标准嫡的估算方 对指导生产实践具有重要意义；研究Fs合金的冶 法，如拉蒂默(Latiner))的离子束缚模型山，但是它 炼过程中，金属熔体以FeSiFeSi等系列的金属间 对于很多物质的计算误差很大，精度不高，属于半理 化合物形式存在，其热力学性质对于计算熔体组分 论半经验模型；吴启勋等考虑了固态化合物中标准 活度很重要， 熵与原子参数的相关关系，采用自适应模糊神经网 要获得金属间化合物物性数据的一个精确测量 络的方法计算标准嫡2)，但其数据仍然是利用拉 值，往往要付出高昂的代价，由于某些化合物的物 蒂默的估算标准熵的方法得到的， 理化学性质不稳定，其物性数据是很难用实验方法 文献[6一8]已经提出了使用双参数模型估算多 测定的·在现有的无机化合物中，大部分物相的物 体系复合氧化物的标准熵、生成焓与比热容，估算效 性是未知的或不确定的，各种热力学数据手册及电 果比较理想，在此，将继续利用双参数模型对金属 收稿日期：2009-05-12 基金项目：“十一五国家科技支撑计划资助项目(No2006BAE03A12No2006BAE03A05) 作者简介：赵定国(198-)男，博士研究生：郭培民(1975)男，教授级高级工程师，Email guopm@pkwo嗒m第 32卷 第 1期 2010年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ Ｖｏｌ．32Ｎｏ．1 Ｊａｎ．2010 金属间化合物的标准熵估算模型 赵定国 郭培民 赵 沛 钢铁研究总院先进钢铁流程及材料国家重点实验室‚北京 100081 摘 要 在分析已有的热力学数据基础上‚建立了估算二元金属间化合物标准熵的双参数模型．用此模型可估算由简单金属 形成的二元金属间化合物的标准熵‚涉及 Ｆｅ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｏ和 Ｍｇ等多个体系．估算了 132个已知金属间化合物 ＡｌＣａ、 ＡｌＣｏ、ＣｒＮｉ、ＦｅＴｉ、ＦｅＳｉ、ＦｅＮｂ和 ＭｏＳｉ等的标准熵‚平均误差为 4∙86Ｊ·ｍｏｌ －1·Ｋ －1‚标准差为 6∙24Ｊ·ｍｏｌ －1·Ｋ －1．用双参数模型估 算的标准熵精度高‚其估算误差小于离子束缚模型． 关键词 金属间化合物；标准熵；双参数模型；估算 分类号 ＴＧ111∙3 Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｆｏｒｓｔａｎｄａｒｄｅｎｔｒｏｐｙｏｆｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ ＺＨＡＯＤｉｎｇ-ｇｕｏ‚ＧＵＯＰｅｉ-ｍｉｎ‚ＺＨＡＯＰｅｉ ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＡｄｖａｎｃｅｄＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＰｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ‚ＣｅｎｔｒａｌＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ‚Ｂｅｉｊｉｎｇ100081‚Ｃｈｉｎａ ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ａｔｗｏ-ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｏｄｅｌｆｏｒｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｅｎｔｒｏｐｙｏｆｂｉｎａｒｙｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｄａｔａ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｃａｎｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｅｎｔｒｏｐｙｏｆｂｉｎａｒｙｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓｆｏｒｍｅｄｂｙｓｉｍｐｌｅｍｅｔａｌｓ‚ｉｎｖｏｌ- ｖｉｎｇｔｈｅｍｕｌｔｉ-ｓｙｓｔｅｍｓｏｆＦｅ‚Ｓｉ‚Ｎｂ‚Ｔｉ‚Ｃｕ‚Ｃｏ‚Ｍｇ‚ｅｔｃ．Ｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｅｎｔｒｏｐｉｅｓｏｆ132ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ‚ｓｕｃｈａｓＡｌＣａ‚ＡｌＣｏ‚ＣｒＮｉ‚ ＦｅＴｉ‚ＦｅＳｉ‚ＦｅＮｂａｎｄＭｏＳｉ‚ｗｅｒｅｅｓｔｉｍａｔｅｄ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｒｒｏｒｏｆｓｔａｎｄａｒｄｅｎｔｒｏｐｙｉｓａｂｏｕｔ4∙86Ｊ·ｍｏｌ －1·Ｋ －1ａｎｄｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓ6∙24Ｊ·ｍｏｌ －1·Ｋ －1．Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｔａｎｄａｒｄｅｎｔｒｏｐｙｅｓｔｉｍａｔｅｄｂｙｔｈｅｔｗｏ-ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｏｄｅｌｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔ ｅｓｔｉｍａｔｅｄｂｙｔｈｅｉｏｎｂｉｎｄｉｎｇｍｏｄｅｌ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ；ｓｔａｎｄａｒｄｅｎｔｒｏｐｙ；ｔｗｏ-ｐａｒａｍｅｔｅｒｍｏｄｅｌ；ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ 收稿日期：2009--05--12 基金项目：“十一五 ”国家科技支撑计划资助项目 （Ｎｏ．2006ＢＡＥ03Ａ12；Ｎｏ．2006ＢＡＥ03Ａ05） 作者简介：赵定国 （1981－ ）‚男‚博士研究生；郭培民 （1975－ ）‚男‚教授级高级工程师‚Ｅ-ｍａｉｌ：ｇｕｏｐｍ＠ｐｋｕ．ｏｒｇ．ｃｎ 在火法冶金中‚金属熔体经常以金属间化合物 形式存在．例如‚Ｃａ--Ｓｉ合金熔体在冶金上作为良好 的脱氧剂、脱硫剂同样有着广泛的应用‚因此其热力 学性质受到冶金工作者的广泛关注‚同时 Ｃａ--Ｓｉ合 金也是一种重要的铁合金产品‚研究其热力学性质 对指导生产实践具有重要意义；研究 ＦｅＳｉ合金的冶 炼过程中‚金属熔体以 ＦｅＳｉ、ＦｅＳｉ2 等系列的金属间 化合物形式存在‚其热力学性质对于计算熔体组分 活度很重要． 要获得金属间化合物物性数据的一个精确测量 值‚往往要付出高昂的代价．由于某些化合物的物 理化学性质不稳定‚其物性数据是很难用实验方法 测定的．在现有的无机化合物中‚大部分物相的物 性是未知的或不确定的‚各种热力学数据手册及电 子数据库也仅针对已知数据‚更多的热力学数据却 无从得到‚因此通过理论分析和实验规律建立的物 性估算方法是非常重要的． 对于金属间化合物的标准熵估算‚国外有一些 学者提出了关于金属间化合物的标准熵的估算方 法‚如拉蒂默 （Ｌａｔｉｍｅｒ）的离子束缚模型 ［1］‚但是它 对于很多物质的计算误差很大‚精度不高‚属于半理 论半经验模型；吴启勋等考虑了固态化合物中标准 熵与原子参数的相关关系‚采用自适应模糊神经网 络的方法计算标准熵 ［2--4］‚但其数据仍然是利用拉 蒂默的估算标准熵的方法得到的 ［5］． 文献 ［6--8］已经提出了使用双参数模型估算多 体系复合氧化物的标准熵、生成焓与比热容‚估算效 果比较理想．在此‚将继续利用双参数模型对金属 DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2010．01．014