توصيف ترموديناميكي سيستم Ti-O براساس انتخاب مدل مايع يوني براي فاز مايع

Thermodynamic Description of the Ti–O System using the Ionic Liquid Model for the Liquid Phase

در اين تحقيق، نمودار فاز و خواص ترموديناميكي سيستم Ti-O تا 30 درصد مولي اكسيژن با استفاده از روش كالفاد محاسبه‌ شده است. در اين سيستم تا 30 درصد مولي اكسيژن فازهاي محلول جامد αTi، βTi و فاز مايع وجود دارند. فازهاي αTi و βTi براساس مدل "زيرشبكه" و فاز مايع به‌وسيله مدل "مايع يوني" مدل‌سازي ترموديناميكي شدند.‌ بهينه‌سازي پارامتر‌هاي روابط انرژي آزاد گيبس هر يك از فازها توسط نرم‌افزار ترمو- كلك انجام شد و نمودار فاز و همچنين نمودار‌هاي خواص ترموديناميكي توسط اين نرم‌افزار رسم شدند. نتايج حاصل با نتايج به‌دست‌آمده از محاسبات ديگر محققان و همچنين نتايج تجربي مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج به‌دست‌آمده تطابق بسيار خوبي را بين نتايج محاسبه‌ شده و نتايج تجربي نشان مي‌دهد. همچنين مشاهده مي‌شود با افزايش دما و كسر مولي اكسيژن، استفاده از مدل "مايع يوني" به‌جاي استفاده از مدل"زيرشبكه"براي توصيف ترموديناميكي فاز مايع، تطابق بهتري را با نتايج تجربي، در محاسبه نمودار فاز نشان مي‌دهد.

In this study, the phase diagram and thermodynamic properties of Ti-O system up to 30 mole percent of oxygen was calculated with Calphad method. In this range of oxygen, Ti-O system includes αTi, βTi and liquid phases. αTi and βTi were modeled by “sublattice” model and the model of liquid phase was modeled by “ionic liquid”. Gibbs energy parameters of each phase was optimized by Thermo-Calc software and their phase and thermodynamic diagrams were drawn using this software. The obtained results were compared with experimental and other calculated results. A good accordance was observed between calculated and experimental results. In calculation of phase diagram, with increasing temperature and mole fraction of oxygen, the use of “ionic liquid” model instead of “sublattice” model in thermodynamic description of liquid phase showed better accordance with experimental data.