含稀土卤化物物质体系热力学参数计算优化

稀土性质特殊，应用前景广泛，但对其卤化物研究多在实验领域或其化合物性质研究上，系统的热力学函数的数值测定计算、化合物形成规律报道不多。项目从热力学理论出发,建立热力学模型，以物质体系计算机耦合技术系统优化计算稀土金属卤化物与碱金属卤化物体系、稀土金属卤化物与碱土金属卤化物等体系的体系热力学参数；应用数据采掘融合原理对上述物质体系进行系统分析,构筑物质体系元素的微观结构参数和热力学参数及其组合作为矢量空间,构造各种数理模型,计算预报未经实验的物质体系中间化合物存在与否、存在的数量、种类以及中间化合物部分物理化学性质,勾勒出未知物质体系的粗略状态图。项目旨在:检验实验相图的热力学合理性,优化发表系列实验热力学性质参数,发表优化相图,计算出新物质热力学函数,发表积累热力学数据;预报构筑新体系相图,计算出新物质的物理化学性质,运筹物理化学信息,指导应用研究,预报新物质存在,指导含稀土新材料设计等。

1.提出MQR新的高温熔盐溶液模型.在正规溶液、亚正规溶液模型等基础上提出了Modified Quasi Regular Solution Model(MQR)，MQR模型分为简要型(MQRS)和复合型(MQRC)。.MQR模型解决：①高温熔盐混合焓数值模型计算精度提高②高温熔盐混合焓与温度关系模型MQR模型使得量热研究进了一步。用一个模型对不同温度下的量热数据进行建模处理。.③相图优化计算中量热数据合理运用.不同温度下混合焓数值应用于相图优化计算，提高了相图优化计算的合理性。目前相图优化计算中，只采用单一温度下的量热数据，显然与相图本身考察不同温度下相状态的内容和目的不符。.项目计算了HoCl3-ACl(A=Na、K、Rb、Cs)和YbCl3-ACl(A=Na、K、Rb、Cs)体系在不同温度下的混合焓计算。MQR模型精确度平均提高了80%以上。计算出的相互作用系数对碱金属族有规律可循。研究还进行了T-X-λ三维空间混合焓图形表征。研究工作测量了部分体系的混合热数据，对模型进行验证。.培养已经毕业硕士研究生1人：论文题目“稀土卤化物与碱金属卤化物高温熔盐的混合焓研究”。2.建立物质体系元素微观参数与宏观性质关系ICN2模型.提出ICN2模型，首次将神经网络等非线性科学技术引入热力学实验和相图计算研究。以解决相图优化计算中应用相应物质体系实验测定混合焓代入的测量误差问题。在理论上，进一步地通过ICN2模型可以对研究体系的宏观热力学性质与微观元素参数之关系，从而依从构成物质体系元素的微观参数(离子电负性、离子半径和稀土元素所占摩尔分数)研究三元溶液体系的中的相互作用问题。.培养已经毕业硕士研究生1名：论文题目“氯化钇与碱金属氯化物相图热力学研究”。在唯一热力学相图优化期刊美国CALPHAD刊首发表：Thermodynamic optimization and calculation of the YCl3-ACl (A = Li, Na, K, Rb, Cs) Phase diagrams, CALPHAD, 2012, 39.3. 提出m2P2O多因素多水平相图优化计算热力学参数设置方法使得相图优化计算工作效率提高百倍。4. m2P2O方法在材料设计领域中应用.5. m2P2O方法成功用于空气动力学设备研究