D010.13374斤.isn10W53x.2010.05.016 第32卷第5期 北京科技大学学报 Vo132N95 2010年5月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing May 2010 金属间化合物的比热容估算模型 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，北京100⑧1 摘要在分析己有的热力学数据基础上建立了估算二元金属间化合物比热容的双参数模型.用此模型可以估算由简单金 属形成的二元金属间化合物的比热容，涉及Fe Si Nh Ti Cy Co和M等多个体系.估算了132个已知金属间化合物ACa A Co CNi FeTj Fesj FeNb和MoS等的比热容.平均误差为274jmo时1.K,标准差为384jmot1。K一.用双参数模型估 算的比热容精度高，其估算误差小于离子束缚模型. 关键词金属间化合物：比热容；双参数模型：离子束缚模型：估算 分类号TG1113 Estmatig modelof specific heat of intem etallics ZHAO Ding guo GO Peim n ZHAO Pei SmteKey Labom pry pr Advanced Imn and Steel Processes and Materals Cental Iran and SteelR esearch Instiute Beijing100081 Chim ABSTRACT Based on an analysis of existing themodynam c data a wo-parameermodel pr estinating the specific heat of a dual intem etallic is developed It can estmate he specific heats of dual ntemetallics con posed of sm ple metals nvolvng Fe Si Nb T.i Cu Co Mg ete The specific heats of132 intemetallics are estin ated such asACa ACo CNi FeTi FeSi FeNb andMoSi It s found hat the avenage erorof specific heat is about2 74 J motl.K-I and the standard deviation is3 84 J mot.K.The pre cision of standard entropy estiated by he waparametermodel is higher than that estimated by the jon bind ngmodel KEY WORDS ntemetallics specific heat woparameermalel pnbnding estmation 随着计算机技术的应用，无机化合物物性数据 其估算结果误差也很大；La血提出的离子束缚 的查询得到了迅速发展，但数据库中化合物物性数 模型对于估算金属间化合物的比热容有较大的进 据的获得需要付出很高的代价，测定物性数据的一 步，但它对于很多物质的计算误差很大，精度不高， 个准确值往往很困难.通过理论分析和实验规律建 属于半理论半经验模型.国内有人对特定合金的比 立的物性估算方法，可以节约大量时间，而且精度也 热容进行实验研究，确定了合金的一些规律，但只能 令人满意.对热力学性质的估算是近来科学研究中 测量Ag-Sn Al Nio M等有限的几种金属间化合 一项迅速发展的内容. 物4，一些研究者针对金属间化合物的比热容的 金属间化合物在许多领域中有广泛的应用，尤 估算，提出了一些经验公式，但精度都不是很高。且 其是在新兴的功能材料和耐火材料方面，突显出优 可以估算的物质种类也不多【6 异的性能.比热容是金属间化合物的一个重要的热 金属间化合物均是由不同原子以不同的个数组 力学性质，一般认为比热容与温度有关·，库巴谢 合出来的，每种原子均有本征热力学属性（如标准 夫斯基(Kubaschew建立了估算模型，但该模 熵等，同时金属之间还存在相互作用的热力学属 型涉及的参数化合物的熔点、离子比热容C) 性：而本征热力学属性、相互作用热力学属性、原子 较难确定，热力学数据库中很多化合物的熔点都未 个数和化合物热力学相应属性之间是存在一定关系 给出，并且库巴谢夫斯基定义的离子比热容很模糊， 的.通过对大量化合物的统计计算，提出了双参数 收稿日期：2009-09-08 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划资助项目(N92D06BE03A12NQ2006BAH3A05) 作者简介：赵定国(1981一，男.博士研究生：郭培民(1975，男.教授级高级工程师，Emao@Pyo3cn第 32卷 第 5期 2010年 5月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.32 No.5 May2010 金属间化合物的比热容估算模型 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比热容的双参数模型.用此模型可以估算由简单金 属形成的二元金属间化合物的比热容, 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等的比热容, 平均误差为 2.74J·mol-1·K-1 , 标准差为 3.84J·mol-1·K-1.用双参数模型估 算的比热容精度高, 其估算误差小于离子束缚模型. 关键词 金属间化合物;比热容;双参数模型;离子束缚模型;估算 分类号 TG111.3 Estimatingmodelofspecificheatofintermetallics ZHAODing-guo, GUOPei-min, ZHAOPei StateKeyLaboratoryforAdvancedIronandSteelProcessesandMaterials, CentralIronandSteelResearchInstitute, Beijing100081, China ABSTRACT Basedonananalysisofexistingthermodynamicdata, atwo-parametermodelforestimatingthespecificheatofadual intermetallicisdeveloped.ItcanestimatethespecificheatsofdualintermetallicscomposedofsimplemetalsinvolvingFe, Si, Nb, Ti, Cu, Co, Mg, etc.Thespecificheatsof132 intermetallicsareestimated, suchasAlCa, AlCo, CrNi, FeTi, FeSi, FeNb, andMoSi. Itisfoundthattheaverageerrorofspecificheatisabout2.74J·mol-1·K-1 andthestandarddeviationis3.84J·mol-1·K-1.Thepre￾cisionofstandardentropyestimatedbythetwo-parametermodelishigherthanthatestimatedbytheionbindingmodel. KEYWORDS intermetallics;specificheat;two-parametermodel;ion-binding;estimation 收稿日期:2009--09--08 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 随着计算机技术的应用 ,无机化合物物性数据 的查询得到了迅速发展 , 但数据库中化合物物性数 据的获得需要付出很高的代价 ,测定物性数据的一 个准确值往往很困难 .通过理论分析和实验规律建 立的物性估算方法,可以节约大量时间,而且精度也 令人满意.对热力学性质的估算是近来科学研究中 一项迅速发展的内容 . 金属间化合物在许多领域中有广泛的应用 ,尤 其是在新兴的功能材料和耐火材料方面, 突显出优 异的性能.比热容是金属间化合物的一个重要的热 力学性质, 一般认为比热容与温度有关 [ 1] , 库巴谢 夫斯基 (Kubaschewski)建立了估算模型 [ 2] ,但该模 型涉及的参数(化合物的熔点 Tm、离子比热容 Cp, i) 较难确定,热力学数据库中很多化合物的熔点都未 给出, 并且库巴谢夫斯基定义的离子比热容很模糊 , 其估算结果误差也很大 ;Latimer [ 3] 提出的离子束缚 模型对于估算金属间化合物的比热容有较大的进 步, 但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 .国内有人对特定合金的比 热容进行实验研究 ,确定了合金的一些规律 ,但只能 测量 Ag--Sn、Al85 Ni10 M5 等有限的几种金属间化合 物 [ 4--5] ;一些研究者针对金属间化合物的比热容的 估算 ,提出了一些经验公式, 但精度都不是很高, 且 可以估算的物质种类也不多 [ 6--8] . 金属间化合物均是由不同原子以不同的个数组 合出来的 ,每种原子均有本征热力学属性 (如标准 熵等 ),同时金属之间还存在相互作用的热力学属 性;而本征热力学属性、相互作用热力学属性、原子 个数和化合物热力学相应属性之间是存在一定关系 的.通过对大量化合物的统计计算, 提出了双参数 DOI :10 .13374 /j .issn1001 -053x .2010 .05 .016