VoL.27 No.1 郭发军等：电场作用下二元液态合金中溶质活度变化理论模型 31· 体系的总能量是上升的，但△G:这个能量是用来 随电场强度的增加而减小， 束缚溶质原子的，反而使溶质原子的自由能降低 (2)电场处理后的Cu-A1液态合金在淬火后发 了故施加电场之后体系总的自由能为： 现其组织明显细化，溶质沿某方向发生偏聚. G=Go-△GE (25) (3)电场作用下溶液体系中溶质活度的降低 式中，△G,=在恒压下，对N进行微分： 值为： aG-aG。a△G ONONON (26) AU:=RTInr=Z'N CN。 D 1000DRT 根据化学势的定义，得U=U°-△U.上式中是一个 (4)电场使液态合金结构发生变化的主要原 溶质原子而不是1mol溶质原子的化学势△U= 因是在电场力的作用下，溶质原子团发生了定向 哈识，微分时考思K中包含瓜因而也包含成 移动造成的 故有： 参考文献 RTInr=- ZK 2D (27) [山]王兰芳.ER液体的液一固转变机理.大学物理实验， 1996,92):1 ZK Inr=-2DRT NZK 2DRT (28) [2】王静松，薛庆国，苍大强，等.脉冲电场处理对铁液凝固过 把式(10)代入式(28)得： 程石墨化的影响.铸造，2001,50(11)：677 [3)唐勇.电脉冲作用后液态金属结构及其对碳钢凝固组织 ZrN。/4πZrCN。ZN。 πCN。 w=-2求7√0o0DR7-DR7√1000DR7 (29) 改善的研究：[学位论文].北京：北京科技大学，2001 [4]唐洪波，张敏卿.电场对气液平衡的影响.化学工程，2001， AU:=RTInr=Z /πCN。 D1000DRT (30) 29(4):392 [5]Nakada M,Shiohara Y.Modification of solidification structures △U就是施加电场时由于带同种电荷的溶质原子 by pulse electric discharging.ISIJ Int,1990,30(1):27 聚集时而使活度减小的值. 6)唐勇，王建中，苍大强，等，电脉冲作用下T8钢凝固组织的 改变.北京科技大学学报，2000,22(4)：307 5 结论 [刀李玲珍，宗燕兵，崔衡，等.电脉冲改善HRB335钢宏观凝固 组织的作用.北京科技大学学报，2004,26(5)：478 (I)电场作用下Cu-AI合金中，AI的活度系数 [8]李吉林，汪开道.温度计量.北京：中国计量出版社，1999.62 Solute activity change model of binary liquid alloys in electrical field GUO Fajun,LI Lingzhen,CANG Daqiang,ZONG Yanbing,HE Peng Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT The activity coefficient of Al in molten Cu decreases with the increasing of electric current which is applied to the liquid alloy of Cu-0.2%Al.To further investigate the mechanism,the quenching experiment of the liquid Al-Cu alloy was conducted.The results show that there is a remarkable change in structure,in which the sol- ute congregates along the direction of the current especially for DC current.The activity coefficient change mech- anism of Al in molten Cu-0.2%Al alloy treated by electrical field was discussed.On the basis of this result,a model of the change in solute activity in the liquid alloy treated by electrical field was proposed. KEY WORDS electrical field;activity;model;liquid metal quenching郭 发 军 等 电场 作 用 下 二 元 液态 合 金 中溶质活 度变化理 论模 型 体系 的总 能量 是 上 升 的 ， 但 认 这 个 能 量是 用 来 束缚溶 质原 子 的 ， 反而 使溶质 原子 的 自由能 降低 了 故施 加 电场 之 后 体 系 总 的 自由能 为 一 △认 万才犬 一 ， ， 、 ， 、 ， ， 一 ，‘ ， ， 、 式 中 ， △吼 ‘ 兰等洽 在 恒 压 下 ， 少、 对方进 行 微 分 ” ’ 比 ’ 。 ” ， ‘ ’ ’ 扒 子 ‘ 随 电场 强度 的增加 而 减 小 电场 处理后 的 ， 液态 合金在 淬火后 发 现 其 组 织 明显 细 化 ， 溶质 沿 某 方 向发 生偏 聚 电场 作 用 下 溶 液 体 系 中溶 质 活 度 的 降低 值 为 △认 万万一 万万一 △。 一 一 根据 化 学势 的定义 ， 得 一△认 上 式 中是 一个 警濡蕊 溶质 原 子 而 不 是 溶 质 原 子 的化 学 势 △认二 黔 ， 微 分 时考 虑、 中包 含 祝 因而 也 包 含 汉 故有 。 矛犬 式 尹 一一石 二叶 ‘ 丈少 才犬 矛 把 式 代 入 式 得 一磊丫孺爵 一 “ 认 一 “ 爵濡蕊 而 一 粤石濡盔孚 △认 就 是施 加 电场 时 由于 带 同种 电荷 的溶质 原 子 聚 集 时而 使活度 减 小 的值 结 论 电场 作 用 下 ， 合 金 中 ， 的活 度 系 数 电场 使 液 态 合 金 结 构 发 生 变 化 的主 要 原 因是 在 电场 力 的作 用 下 ， 溶 质 原 子 团发生 了定 向 移 动 造 成 的 ， 参 考 文 献 【 王 兰 芳 液体 的液－ 固转 变机 理 大 学物 理 实验 ， ， 王 静松 ， 薛庆 国 ， 苍 大 强 ， 等 脉冲 电场 处理 对铁液凝 固过 程石 墨化 的影 响 铸造 ， ， 一 唐 勇 电脉冲 作用 后 液态 金 属 结构及 其对碳钢 凝 固组织 改善 的研 究 学位 论文 〕 北 京 北京 科技 大学 ， 唐 洪 波 ， 张 敏卿 电场对气 液平衡 的影 响 化 学工 程 ， ， 从 丫 加 魄 仁 ， 唐 勇 ， 王 建 中 ， 苍大强 ， 等 电脉冲作用 下 钢凝 固组 织 的 改变 · 北京科技 大 学学 报 ， ， 李 玲珍 ， 宗燕 兵 ， 崔 衡 ， 等 电脉 冲 改善 钢 宏观 凝 固 组 织 的作 用 北京 科技大 学学报 ， ， 李 吉林 ， 汪 开道 温 度计量 北京 中国计 量 出版 社 ， 尸 ， 脚夕 ， 侧刃 双 ， 落 ， 址 ， ， 叮 一 九时 扬 ， 却 一 七 ， 汀 比 叭 耐 一 ， ·