准平衡 (Para-Equilibrium)

Pandat™ 能够进行准平衡计算。关于准平衡的定义与介绍详见 [1998Hil]

在一般的相转变过程中,所有组元都可以从一个相到另一个相自由移动。当达到平衡时,同一组元在不同相中的化学势相等。准平衡的概念应用于某些特殊合金体系,它们中不同组元之间的迁移率存在非常大的差别。发生相变时,一些组元很快在不同相中移动达到化学势相等,称为移动组元(mobile component),而另外一些组元则几乎尚未移动,称为惰性组元(immobile component)。

在准平衡状态下,移动组元在不同相中的化学势相等:

(m: a mobile component)

(1)  

惰性组元在不同相之间的化学势不同,但是惰性组元之间的摩尔分数的比值在不同相中保持相等:

           ( and : immobile components)

(2)  

在Pandat™ 中计算准平衡的步骤与一般平衡计算类似,只需要在点击计算前设定移动组元。在常规的点计算(0D),线计算(1D)和面计算(2D)的条件设置界面,点击“Mobile Comps.”按钮,将会弹出窗口设置移动组元。图 1 所示为设定C为移动组元的Fe-Ni-C等温截面准平衡计算条件。默认状态下所有组元均为惰性组元,将C设定为移动组元后,该组元在设置界面显示为橘黄色。图 2 所示为计算所得的Fe-Ni-C准平衡等温截面相图。

图 1:  设定Fe-Ni-C等温截面的准平衡条件

图 2:  Fe-Ni-C体系在富Fe角的准平衡等温截面相图

[1998Hil] M. Hillert. Phase Equilibria, “Phase Diagrams and Phase Transformations: Their Thermodynamic Basis”. United Kingdom: Cambridge University Press, 1998.