极其精准的合金密度计算是一项难题
各位,
Ken 写道:
Ron 博士,感谢您的有用帖子。我用您的公式来计算我正在研究的一种合金的密度,结果接近(-1.1%)。我认为,一些单一元素的晶体点阵的填料因子因不同于合金而与结果相悖。我试着考虑该因素,但是却得出与实际相反的错误结果(+1.6%)。如果综合考虑元素和合金晶体点阵的填料因子,会让您的公式更加准确,对于这点,您有什么看法?
假设混合金属不产生相互作用,类似于混合液,我们会计算出不同的焊接合金的密度。存在很多导致错误的原因,包括:
1. 金属来自不同的晶系。铅、银、铜具有面心立方的结构,而锡作为大部分焊料的基本金属,是四方晶系的。
2. 一些金属与锡形成了金属互化物,如铜和银。这些金属互化物具有不同于这些金属或形成的合金的密度。
3. 晶界可留出些许(可能很小)的真空区。
所以我认为 Ken 的 1% 的精度非常好。人们犯的最大错误却是最普通的错误……假设密度简单给定为金属质量分数总和乘以金属密度。在许多人看来,这是符合逻辑的,但却是错误的。
以下是我的原帖,是关于焊接合金密度的计算公式如何得出。
谢谢。
Ron 博士
各位,
我现在对自己多年前开发的焊接合金密度计算器更为感兴趣。其在线链接为:http://www.indium.com/densityCalc/。它假定金属之间不产生化学反应、不构成填隙原子。它对焊接合金行之有效。
许多人对如何执行计算持有错误的观念。最常见的错误观念是将各合金重量乘以其密度、求和,再乘以 %。正确的推论如下:
我们想要得出由三种金属构成的合金的密度。假设该合金的质量为 M。金属 A 的质量为 ma、密度为 da,金属 B 的质量为 mb、密度为db,金属 C 的质量为 mc、密度为 dc。3 种金属的总体积为 V,即为 va+vb+vc,当 v = m/d,那么总体积就等于:
1) V = ma/da + mb/db + mc/dc 形成的合金密度 D = M/V, 因此 1/D = V/M, 所以:
2) 1/D = V/M = (ma/M)/da + (mb/M)/db +(mc/M)/dc
现在 ma/M 是 a 的质量分数,我们命名为Xa,同样地 Xb 和 Xc是金属 B 和 C 的质量分数。
等式 2 则等于:
1/D = Xa/da + Xb/db + Xc/dc,这就是我们的解答。
该原理适用于三种以上金属构成的合金。
图像来源:http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/602/616516/Media_Assets/Chapter10/Text_Images/FG10_23.JPG
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