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解析事例(基本)

SiO2-MgO-Al2O3 系の擬二成分系状態図

高温酸化物の平衡計算は FactSage の得意分野です。 酸化物の液相においては、原子間に強い引力や斥力が働き、短範囲で規則化が起こります。FactSage では短範囲規則化の効果を取り入れた修正擬化学モデルが使われています。(熱力学データベース: FToxid)

SiO2-MgO-Al2O3 系の擬二成分系状態図

SiO2-CaO-Al2O3 系の液相面投影図

液相面投影図を簡単な設定で計算することができます。多くの温度の状態図を重ね合わせています。(熱力学データベース: FToxid)

SiO2-CaO-Al2O3 系の液相面投影図

Na2O-Al2O3 系溶融スラグの成分の活量

溶融スラグの成分の活量を調べることができます。(熱力学データベース: FToxid)

Na2O-Al2O3 系スラグの成分の活量

Cr-Fe-Ni-Mo 系の合金状態図

2 元系、3 元系の合金状態図だけでなく、4 元系以上の状態図も作成できます。4 元系を三角形の状態図に示すときは、1 成分を固定します。図は Mo が 10 mol% 含まれている場合の平衡状態図です。(熱力学データベース: SGTE 2017)

Cr-Fe-Ni-Mo 系の合金状態図

Al-Mg-Si 系の液相面投影図

合金の液相面投影図も簡単な設定で計算することができます。融点が最も低い組成がわかります。(熱力学データベース: SGTE 2017)

Al-Mg-Si 系の液相面図

Na 蒸気の分圧

純物質の蒸気圧、混合気体の分圧を計算できます。ナトリウムの蒸気は Na と Na2 の混合気体です。下図に分圧の温度依存性を示します。沸点(計算では 883.52 ℃)以上では、Na2 の分圧は温度が上昇するに従い小さくなります。(熱力学データベース: FactPS)

Na 蒸気の分圧

プラズマの組成

プラズマの解析も可能です。六フッ化硫黄(SF6)の高温での平衡組成を調べると、イオン(F[-]、S[+])や電子(e[-])が現れます。この系では 36 の化学種を考慮して計算をしていますが、下図は主要な化学種のみを表示しています。(熱力学データベース: FactPS)

SF6 の組成

シャイル・ガリバーモデルを使った、Al-Li 系の凝固解析

凝固解析でよく使われているシャイル・ガリバーモデルを使った解析です。(熱力学データベース: FTlite)

シャイル・ガリバーモデルを使った、Al-Li 系の凝固解析

凝固解析における液相の組成と析出物の関係を表す図 (Pelton Diagram)

すぐ上の図では、ある一つの組成(Li の質量分率が 0.3)における溶融合金を冷却したときの析出物を予測しています。下図は組成を変化させたときに析出する物質を表しています(Scheil-Gulliver Constituent Diagram or Pelton Diagram)。L = Liqu, C = B32, D = Al2Li3(s), E + F = Al4Li9(s) + BCC の意味です。(熱力学データベース: FTlite)

fs-example-scheil-constituent.png

Ni-Cr 系のエンタルピー変化の状態図

縦軸は系に与える熱量です。系に熱を与えたとき、系がどのような組成や温度になるかを状態図で調べることができます。(熱力学データベース: SGTE 2017)

Ni-Cr 系のエンタルピー変化の状態図

Cu-H2O-HCl-NaOH 系水溶液の状態図

Cu 水溶液の状態図です。pH を変化させるために投入する HCl と NaOH を考慮しています。等 pH 線と等電位線が図中に表示されています。電位 -pH の関係もおおよそわかります。(熱力学データベース: FThelg, FactPS)

Cu 水溶液の状態図

Cu の新しい電位 -pH 図

すぐ上の Cu 水溶液の状態図を縦軸を電位、横軸を pH に変換することができます。これは新しい電位 -pH 図です。(熱力学データベース: FThelg, FactPS)

Cu の電位-pH図

SiO2-Al2O3-Na2O 系の溶融スラグの粘度

溶融スラグや溶融ガラスの粘度を予測することが可能です。

スラグ・ガラスの粘度

二元系状態図

Gibbs energy Database for FactSage (GeDb) では、様々な二元系についての計算状態図と FactSage 7.0 以降で使える熱力学データベースを無料で公開しています。

下記リンクから、興味のある二元系を探してみてください。

リンク: http://www.rccm.co.jp/factsage/gedb/periodic.html

fs-gedb-toppage.png

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