－计算机技术与应用净 巧用Ｏｒｉｇｉｎ和ＣｏｒｅｌＤｒａｗ绘制三元相图等温截面 吴长军 ，刘 亚 ，王建华 ，涂 浩 ，彭浩平 （常州大学１材料科学与工程学院；２石油工程学院，江苏常州２１３１６４） 摘 要：介绍了利用Ｏｒｉｇｉｎ和ＣｏｒｅｌＤｒａｗ软件绘制复杂三元相图等温截面的方法。Ｏｒｉｇｉｎ软件具有强 大的数据处理功能，可准确地绘制出二元相边界、成分点、两相区共轭线、三相区等实验数据； ＣｏｒｅｌＤｒａｗ软件具有强大的图像处理功能，可以方便地绘制出单相区的界线。结合两者优点，可以 科学精确、方便快捷地根据实验数据绘制出三元相图的等温截面。提高了相图的质量，并有利于实 验数据的分析，提高了学习和工作效率。在教学和科研中都值得推广。 关键词：Ｏｒｉｇｉｎ；ＣｏｒｅｌＤｒａｗ；三元相图；实验教学 相图表示平衡状态下材料系统中成分、温度和 相状态关系的图形，是材料学科教学和研究的基 很好地与Ｏｒｉｇｉｎ连接 。利用Ｏｒｉｇｉｎ和ＣｏｒｅｌＤｒａｗ 软件，可在计算机上方便快捷的完成三元合金相图 的绘制与分析，用户界面友好，使用方便，具有高 效、准确、美观等优点，而且减少人为因素引起的 础。但是相图的实验测试是一项系统而复杂的工 作。对获得的实验数据，如何进行方便快捷的分析 尤为重要。通常用等边三角形来描述三元合金相图 的等温截面。早期的相图是用每条边等分为ｌｏ０份 绘图偏差，减轻实验者的工作量。本文将以Ｎｉ—Ｖ —ｓｎ三元系９８０℃等温截面的绘制实验为例，介绍 的三角坐标纸手工绘制的。计算机软件（如ＣＡＤ） 的发展使得这一过程可以在电脑中完成。但这种方 法不仅耗时费力，而且误差较大、图形粗糙，也不 便于数据分析。有人通过Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａ…、Ｍａｔｌａｂ 、 利用Ｏｒｉｇｉｎ和ＣｏｒｅｌＤｒａｗ软件绘制三元系等温截面相 图的方法。 ｌ 测定三元相图等温截面的实验原理及数 据统计 一ＳｉｇｍａＰｌｏｔ 等软件来绘制三元相图，夏树屏等 甚 至还用Ｄｅｌｐｈｉ５自行设计了ＴＰＤ绘图软件。但这些 般通过平衡合金法测定三元合金相图等截 软件的专业性较强，需要程序编辑才能使用，对学 生的程序语言设计能力要求较高，不能满足实验教 学的要求。 面。实验前，必须根据三个二元相图，获得研究温 度下的二元相边界。然后设计不同成分的合金，于 某一温度下保温一段时间，使其达到平衡后，快速 冷却至室温，最后进行相的成分和结构分析。在计 算机中分析所得到的实验数据后，绘制成相图。 三元合金样品在某恒定温度下达到热力学平衡 后，可能为单相、两相或三相。对于单相样品，其 合金成分与相成分一致。对于两相平衡的样品，两 Ｏｒｉｇｉｎ是美国ＯｒｉｇｉｎＬａｂ公司开发的图形可视化 和数据分析软件，是科研人员和工程师常用的高级 数据分析和制图工具，其具有强大的图形绘制功能 和数据处理功能，可方便的进行数据统计、拟合等 处理 。且操作简便，是国际流行的分析软件之 一，是公认的快速、灵活、易学的制图软件。 ，但还尚未有 相成分的连线就是两相区的一条共轭线，一般用细 虚线表示。而对于三相平衡的样品，在三元相图等 温截面中，是由三个相的成分点组成的三角形。实 Ｏｒｉｇｉｎ软件在处理实验数据中得到了广泛应用。。’ 。 用Ｏｒｉｇｉｎ可绘制简单的三元相图 用其绘制复杂三元相图的报道。ＣｏｒｅｌＤｒａｗ则是一款 具有很强的图像绘制及图像处理能力的软件，且可 ●基金项目：２０１０年度江苏省“青蓝工程”；２０１２年常州大 验完成后，用Ｅｘｃｅ１分类分组统计设计合金成分、 二元相边界、三相区、两相区以及各相的成分点等 数据。为便于Ｏｒｉｇｉｎ绘图和数据分析，在数据统计 时注意以下几个问题：①两个样品或两个相区之间 学教育教学研究课题（ＧＪＹ２０１２０４５）资助。 ●第一作者：吴长军（１９８５一），男，苗族，湖南凤凰人， 博士，讲师，主要从事材料设计与制备、合金热力学方面的研究 工作。 ●收稿日期：２０１４—１１—１０ —空一行；②在成分点邻近的两列中标记合金序号和 相的名称；③对于三相区样品，将第１点的成分拷 贝到第４点；④用“求和”的方法确保三个元素的 含量之和为１或１００；⑤在Ｅｘｃｅｌ中，用“筛选”工 ４４一
