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如何計算雙金屬合金系統中的金屬質量分數

朋友們

看到這個時,我感到很驚訝, 公式錯誤 關於 YouTube 上金屬合金密度的計算。圖 1 顯示了錯誤的公式(式 1)與正確的公式(式 2)。在許多情況下,式 1 得出的結果誤差僅有幾個百分點。然而,在某些情況下,其誤差可能超過 1,000 倍,正如過去的一則影片中所示 部落格文章. 這篇部落格文章也闡述了方程式 2 的推導過程。錯誤的合金密度方程式(ρA = xρx + yρy)與正確的方程式(1/ρA = x/ρx + y/ρy)。

圖 1. 計算合金密度的錯誤與正確方程式。

上述的 YouTube 影片確實提出了一項有趣的任務——僅憑合金密度,便要確定某種雙金屬合金中兩種金屬的質量分數。當然,我們知道這兩種金屬的密度。此題的解法如圖 2 所示。

採用手寫風格的數學推導,求解合金中金屬 x 的質量分數 x。

圖 2. 求解雙金屬合金中兩種金屬的質量分數。

為了驗證結果,假設我們有一種錫-鉛金屬合金。該合金的密度為 8.4 g/cc。錫的密度為 7.29 g/cc,鉛的密度為 11.34 g/cc。將這些數值代入 x(錫)的解中,可得 63% 及 y = 37%。因此,此合金即為錫共晶合金。

此方法僅能求解雙金屬合金系統的質量分數。

乾杯

羅恩博士