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钐及其合金由于特殊的物化性质,已经在稀土永磁材料、钢铁和有色金属合金、原子能工业、生物研究和医疗、功能陶瓷等众多领域获得了广泛的应用。作为材料设计的理论依据,相图是金属材料开发设计中不可或缺的重要工具。因此为了实现对钐合金的成分设计、组织优化以及性能改进,开展稀土Sm基合金的热力学相图计算,是一项极具价值的研究工作。 本论文利用相图计算的CALPHAD方法,对部分稀土Sm基合金的相图进行了热力学优化与计算,主要研究结果如下: (1)基于文献报道的Sm-X(B,Bi,Nd,Sb,Sn)各二元系的实验相图和热力学信息,采用合理的热力学模型,优化与计算了上述共计5个二元Sm基合金相图。计算结果与实验数据吻合良好,并得到了一组合理自洽的热力学优化参数。利用所得的优化参数,计算了各二元系的相图和相关热力学性质。 (2)基于文献报道的B-Tm、Ce-Ga和Dy-Nd各二元系的实验相图和热力学信息,采用合理的热力学模型,优化与计算了上述共计3个二元稀土合金相图。计算结果与实验数据吻合良好,并得到了一组合理自洽的热力学优化参数。利用所得的优化参数,计算了各二元系的相图和相关热力学性质。 (3)利用文献报道和本研究所得的基础二元系热力学优化参数,基于Sm-B-Fe,Sm-Co-Sn,Sm-Fe-Sn和Dy-Fe-Nd各三元系的实验相平衡信息,采用合理的热力学模型,优化与计算了上述共计4个三元稀土合金相图。计算结果与实验数据吻合良好,并得到了一组合理自洽的热力学优化参数。利用所得的优化参数,计算预测了各三元系任意温度和成分的相图。 (4)利用文献报道和本研究所得的基础二元及三元系热力学优化参数,采用合理的热力学模型,建立了Nd-Fe-B-Dy和Sm-Co-Cu-Fe四元系合金的热力学数据库,探索了该数据库在稀土永磁合金成分设计中的应用。本研究的计算结果,为钕铁硼系和钴钐系永磁合金的成分设计及制备工艺选择提供重要的理论指导。