在第4章讲的电荷输运现象中，外场的作用，只是改变载流子在一个能带中能级之间的分布，而没有引起电子在能带之间的跃迁，在导带和价带中的载流子数目都没有改变。这种处于热平衡状态下的载流子浓度，称为平衡载流子
南开大学Nankai Unversity 会议报告 南开大学化学系 E-mail：zazhu@会议报告 Nankai Unversity 主讲人： 目录一、平衡态热力学特点及
在焊接条件下发生的熔渣一液态金属一气相界面的化学冶金反应在源头上决
定着焊缝金属的众多物理化学性能，其相关理论是焊接冶金研究中的重要内容。
但由于反应体系的开放且远离化学平衡特性，国内外学者对这种特殊的冶金反应
尚未能有效地开展深层次研究。作为初次引入非平衡的耗散结构理论思想来研究
开放且远离平衡的焊接化学冶金问题，本文选取了伴随有强烈钢一渣两相交互作
用特点的埋弧焊接方法。就MgO．CaO．Si02和CaO．A1203-Si02两种钢铁冶金中典
型的渣系在准稳态焊接过程中发生的钢一渣界面化学冶金反应，用非平衡热力学
的方法对其化学冶金行为作了定量化研究，以试图探讨准稳态焊接过程钢一渣界
面固有的一些非平衡化学冶金作用规律。
研究工作就两种典型渣系制成的烧结焊剂焊接，设计出用试验的方法对准稳
态焊接时的熔滴反应区及熔池反应区液态金属进行非氧化分区快速提取采样，并
通过对采样金属进行一系列物理化学测试及微观分析，以获取准稳态焊接过程钢
．渣界面化学冶金反应的若干信息。同时建立熔滴反应区、熔池反应区的几何模
型，作为定量研究冶金反应进行的方向及限度的试验凭据。试验表明，所设计的
试验研究方案具有可行性，达到了预期设计目的。
为解决准稳态焊接过程期间液态熔渣内部参与钢．渣界面化学反应物质的有
效作用浓度，本研究应用冶金界近年来提出的兼顾熔渣离子理论和分子理论的共
存理论。基于简单离子与分子间作用的动态平衡关系，结合两种三元渣系的高温
相图，对液态熔渣内部的结构单元浓度用数值模拟方法进行了非线性数值计算。
计算结果表明，液态熔渣中的自由离子、简单分子化合物及复合化合物的浓度随
碱度的变化呈现出一定的变化规律，其中自由氧离子的浓度随碱度的增大而增
大，应用共存理论来解决熔渣结构单元有效作用浓度在定量研究焊接冶金反应热
动力学方面显示出了良好的应用前景。
根据准稳态焊接期间钢．渣界面反应体
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《非平衡载流子》
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