FactSage Modules
The module

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Phase Diagram 模块是一个能够计算、画出和编辑单元、二元、三元或者多元相图的通用程序,相图坐标轴可以为 T, P, V, 组成, 活度, 化学势等各种组合。计算出的相图可以自动在 Figure 模块中作图。 可以计算与画出的相图种类包括:经典的单元系温度-压力、二元系温度-组成、三元系等温等压Gibbs三角相图、 多元系的二维截面,其中的坐标可以为T, P, V, 组成, 活度, 化学势等各种组合、优势区图,如Cu-Fe-Ni-S-O多元系中Pso2 对 Po2作图,其中的各物相为真实溶液如冰铜、炉渣和合金等; 倒易熔盐相图等。

图2和图3表示 CaO-SiO2 二元系温度对组成的相图计算过程。在Phase Diagram 模块中,首先在 ReactantsWindow (图2上部)输入 中体系组元(CaO, SiO2),然后在 Variables Window (图2下部)定义相图类型,其中用户选择 相图种类 (Y 对 X, 或 Gibbs三角), 坐标轴类型 ( 组成, 活度或者化学势), 可能的组成变量, 相图的范围及恒定量。在 Menu Window (图 3上部),从化合物和溶液数据库中检索出来的所有物相作为可能的产物相 。对CaO-SiO2二元系,炉渣溶液相 (FACT-SLAG) 和所有的纯固相 (包括不出现在 CaO-SiO2相图中的) 都选择作为可能的产物在计算中考虑。通过点击 ‘Calculate’ 按钮,相图可以被实时计算与显示出来(图3下方)。 计算完成后, Figure 模块中将相图作为一个动态界面,通过点击相图中的任意区域,可以自动标注结线与稳定相;也可以对相图进行后处理:增加标注线;计算并列出相图中任一点的平衡相组成及数量;编辑相图 (增加实验数据点,文字,改变颜色等)。

Variables Window 中通过灵活选择多种坐标,可以做出不同的相图。图4是经典的Cu-SO2-O2 系等温优势区图。体系组元为 Cu, SO2, O2;坐标轴变量为 log10(Pso2) 和log?0(Po2) ,温度设定为恒定;相图中可能的物相为气相及固体计量化合物,其数据均来自FACT 化合物数据库。该图可以与 Predom 模块做出的相图可以互相比较。

Predom 模块不同,, Phase Diagram 做出的优势区图能同时包括了溶液数据库中的数据。 图5 表示1573K时Fe-Cr-O2系的 log10(Po2) 对 Cr/(Cr+Fe) 相图。可能的物相包括气相和各种真实溶液取自 FACT氧化物数据和SGTE合金数据库。图6为 FeO-TiO2-Fe 中T(C) 对 TiO2/(FeO+TiO2) 的 50 mol % Fe等浓度线的输入与输出,也使用了 FACTSGTE 和溶液数据库。Phase Diagram 交互能力的一个例子是图7所示的平衡计算,用户选择相图编辑的phase equilibrium模式后将鼠标指向并点击坐标为 1450ºC 和TiO2/(FeO+TiO2) = 0.7的点,就可算出该点的平衡物相的组成及数量,这些结果与利用Equilib 模块1450ºC 和 1 atm ,反应物为0.7 TiO2 + 0.3 FeO + excess Fe时计算出的结果相同。

图8是使用 FACT数据计算CaO–Al2O3–SiO2 系的1600ºC等温截面的 Gibbs三角相图。

计算获得的相图可以存储为图形文件 (*.fig),通过Figure 模块进行编辑,输出为*.bmp, *.emf , *.wmf文件。图9-15演示了联合使用 Phase Diagram, EquilibFigure 模块做出相图的例子。

Fig. 1 - Phase Diagram Module


Fig. 2 - Phase Diagram Module - CaO-SiO2 system.
Top: Components Window - entry of CaO and SiO2,
Bottom: Variables Window - selection of T(K) and X(SiO2) axes.
Figure 2

Fig. 3 - Phase Diagram Module - CaO-SiO2 system.
Top: Menu Window - selection of the possible products.
Bottom: Figure Window - resulting binary CaO-SiO2 phase diagram.

Figure 3

Fig. 4 - Phase Diagram - Cu-SO2-O2 system.
Top: selection of the log1010(Pso2) and log10(Po2) axes at 1000K.
Bottom: the resulting predominance area diagram.

Figure 4


Fig. 5 - Phase Diagram - Fe-Cr-O2 system.
Top: selection of FACT(oxide) and SGTE(alloy) solution phases.
Bottom: resulting log10(Po2) vs Cr/(Cr+Fe) phase diagram at 1573K.

Figure 5

Fig. 6 - Phase Diagram - FeO-TiO2-Fe System.
Top: selection of the axes at constant Fe content.
Bottom: resulting T(C) vs TiO2/(FeO+TiO2) isopleth at 50 mol% Fe.

Figure 6

Fig. 7 - Phase Diagram - FeO-TiO2-Fe system.
Example of the phase equilibrium mode calculation at the coordinates 1450ºC and TiO/(FeO+TiO2) = 0.7.



Fig. 8 - Phase Diagram - CaO-Al2O3-SiO2 system.
Top: selection of the Gibbs triangle format, axes and temperature.
Bottom: resulting CaO-Al2O3-SiO2 ternary phase diagram at 1600°C (the labels have been edited).

A variety of calculated phase diagrams - some edited and enhanced via the Figure Module (labels added, etc.) – are shown in Figs 9 to 15.

Fig. 9 - Phase Diagram Module - Fe-Cr binary phase diagram: graphical output.

Fig. 10 - Phase Diagram Module - Fe-C-W system at 5 wt% W: graphical output.



Fig. 11 - Phase Diagram Module - Fe-Cr-V-C system: graphical output.



Fig. 12 - Phase Diagram - Zero Phase Fraction (ZPF) Lines.



Fig. 13 - Phase Diagram - FactSage Fe-Cr-V-C system. Mass fraction V versus mass fraction W isopleth at 0.3 wt.% C and 850°C calculated from SGTE data by Phase Diagram and editing the output in the Figure Module.

Figure 5

Fig. 14 - Phase Diagram - FactSage NaF-NaCl-CaF2-CaCl2 reciprocal system. The liquidus projection was calculated from FACT data by editing the results and ouputs from the Equilib, Phase Diagram and Figure modules.

Figure 6

Fig. 15 - Phase Diagram - NaCl-KCl-MgCl2 ternary system. The liquidus projection was calculated from FACT data by editing the results and outputs and from Equilib, Phase Diagram and Figure modules.



 

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Latest modifications : July 26, 2013