基于WWW的铝电解体系相图检索系统

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2001.05.025 第23卷第5期 北京科技大学学报 Vol.23 No.5 2001年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2001 基于WWW的铝电解体系相图检索系统 包宏刘钊 北京科技大学计算机系，北京100083 摘要建立一个以因特网为介质的铝电解体系多元相图检索系统.该系统利用Wb中的网 页制作技术，采用动画、图解等多媒体手段，将文献中记录的大量有关的相图以交互的方式提 供给用户，该系统是铝电解冶金培训与咨询系统中的相图子系统，包括二元相图、三元相图、 四元相图、立体相图等部分，与主要通过绘制等温线或剖面图来描述某一体系的部分特性不 同，该子系统试图利用动画的方式来显示相图，使用者可以从不同的侧面来研究这些相图 关键词相图：查询系统：因特网 分类号TP399 相图有助于了解在某一条件下物质的组 可提供旋转，交叉和重叠的功能，从而可以进一 成，帮助人们确定某一生产体系中的最佳生产 步探讨元素之间的相互作用. 位置，进而确定相应的生产方法.对铝的生产而 言，相图尤为重要，因为铝电解槽的热平衡比较 1系统设计 特殊.它是靠通过电解槽内部的电流产生热量， 铝电解体系是指人们所研究过的、应用于 通过在槽帮凝固的电解质向外散热.凝固在槽 铝的电解生产的冰晶石、氧化铝以及所有的添 帮的电解质作为一个绝热层，它的厚度是自然 加剂在内的电解质体系.在这个体系中主要包 形成的，所以电解过程的温度将随着电解质的 括：Na,AIF6,Al,O,NaF,Alf,CaF,MgF,Lif, 组成和初晶温度变化而自适应变化 NaCl等，其中NaF-AlF,二元系、Na,AIF。-AlO,二 由于实验研究有许多困难，铝电解质体系 元系和Na,AIF。AlF,Al,O,三元系是铝电解质的 的相图研究至今还很不完善.到目前为止，文献 基本体系. 报导的相图多为二元、局部三元和少量四元相 对于这样一个庞大的体系的研究一般首 图.本系统收集了这些相图，供研究人员以及生 先从相图人手：其次研究在主成分确定的情况 产现场人员的查询. 下添加不同的添加剂时体系的各种物理化学性 用户通常在Internet上通过浏览器来获取 质的变化.在关于铝电解体系的文献中的相图， 信息.就应用化学领域而言，国际上已有一些可 多为二元、局部三元和少量四元相图；另外还有 在因特网上使用的计算热力学、相平衡的软件， 大量的相关物理化学性质曲线.作为相图数据 如FACT、HSC等.国内也有相关的报导. 库的一个主要组成部分，我们以平面图的形式 本工作的目的是建立一个以因特网为介质 将这些图组织在一起，以供用户查询. 的铝电解体系多元相图检索系统，利用Wb中 在文献报道的相图中，主要通过绘制等温 的网页制作技术，采用动画、图解等多媒体手 线或剖面图等平面图来描述某一体系的部分特 段，将文献中记录的大量有关的相图以交互的 性.然而，对于像铝电解体系这这样一个复杂系 方式提供给用户.在文献报道的相图中，主要通 统而言，平面图显然还不够；相比之下，三维立 过绘制等温线或剖面图来描述某一体系的部分 体相图可为提供更多的信息，例如，可涵盖更多 特性.本系统试图利用动画的方式来显示相图， 的组元，可更清晰地描绘出温度等因素的影响， 使用者可以从不同的侧面来研究这些相图；还 等等.本子系统利用动画的方式来显示三维相 图和立体相图. 收稿日期200102-28包宏女.45岁，副教授 *国家自然科学基金资助课题No.59874006) 本系统设计中，为了在屏幕上绘制出立体

第 卷 第 期 一年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 路 】 、 基于 、 、 的铝 电解体 系相图检索系统 包 宏 刘 钊 北京科技大学计算机系 ， 北京 摘 要 建立一个 以 因特网为介质的铝 电解体系 多元相 图 检索系统 该 系统利用 中的网 页制作技 术 ， 采用动画 、 图解等多媒体手段 ， 将文献 中记录 的 大量有关的相 图 以交互 的方式提 供给用 户 该 系统是铝 电解 冶金 培训 与咨询系统 中的相 图子 系统 ， 包括二元相 图 、 三 元相 图 、 四 元相 图 、 立体相 图 等部分 与主要通 过绘 制等温线或剖面 图来描述某一体系的部分特性 不 同 ， 该子 系统试 图利用 动 画 的方式来显示 相 图 ， 使用 者可 以 从不 同的侧面来研究这些相 图 关键词 相 图 查询系统 因特 网 分 类号 仰 相 图 有 助 于 了 解 在 某 一 条 件 下 物 质 的 组 成 ， 帮助 人们确定某一 生产 体 系 中的最佳生 产 位置 ， 进 而确定相应 的生 产方法 对铝 的生 产而 言 ， 相 图尤为重要 ， 因为铝 电解槽 的热平衡 比较 特殊 它是靠通过 电解槽 内部的 电流产生 热量 ， 通 过在槽 帮凝 固 的 电解质 向外散热 凝 固在槽 帮的 电解质作为一个绝热层 ， 它 的厚度是 自然 形成 的 ， 所 以 电解过程 的温度将 随着 电解质的 组 成 和 初 晶温度变化而 自适应 变化 ， ” 由于 实验研究有许 多 困难 ， 铝 电解质体 系 的相 图研究至今还很不 完善 到 目前为止 ， 文献 报导 的相 图 多为二元 、 局 部 三 元 和 少 量 四 元相 图 本系统收集 了这些相 图 ， 供研究人员 以 及 生 产现场人 员 的查询 用 户 通 常在 上 通 过 浏览器来获取 信息 就应用 化学领域而 言 ， 国际上 已有一些可 在 因特网上使用 的计算热力学 、 相 平衡的软件 ， 如 、 等 国 内也 有相 关 的报导 〔， · ， 本工作 的 目的是建立 一个 以 因特 网 为介质 的 铝 电解体系多元相 图检索系统 ， 利用 亡 中 的 网页制作技术 ， 采用 动画 、 图解 等多媒体手 段 ， 将 文献 中记 录 的大量 有关 的相 图 以 交 互 的 方式提供给用 户 在文献报道 的相 图 中 ， 主要 通 过绘制等温线或剖面 图来描述 某一体系 的部分 特性 本 系统试 图利用 动 画 的方式来显示 相 图 ， 使用 者 可 以从不 同的侧 面来研究这些 相 图 还 可 提供旋转 、 交叉 和 重叠 的功能 ， 从而 可 以进一 步探讨元 素之 间 的相互 作用 收稿 日期 刁 屯 包 宏 女 ， 岁 ， 副教授 国家 自然科学基金资助课题 众 系统设计 铝 电解体 系是指 人们所研究过 的 、 应用 于 铝 的 电解 生 产 的 冰晶石 、 氧化铝 以 及 所有 的 添 加剂在 内的电解质体系 在这 个体系 中主要包 括 ， 。 ， 〕 ， ， 。 ， ， ， ， 等 ， 其 中 ，二元系 、 ‘ 二 元系和 犷 一 ，三元 系是铝 电解质的 基本体 系 对 于 这样一 个 庞 大 的体 系 的研 究一 般首 先从相 图 入手 其次研究在 主成分确定 的情 况 下 添加不 同的添加剂时体系 的各种物理化学性 质 的变化 在关于铝 电解体系的文献 中的相 图 ， 多为二元 、 局部三元和 少 量 四元相 图 另外还 有 大量 的相关物理化学性质 曲线 作 为相 图数据 库的一 个主要 组成部分 ， 我 们 以 平 面 图 的形式 将这些 图组 织 在一起 ， 以供用 户 查 询 在 文 献 报 道 的相 图 中 ， 主要通 过绘制等温 线或剖面 图等平面 图来描述某一体系的部分特 性 然 而 ， 对 于像铝 电解体 系这这样 一个复 杂 系 统而 言 ， 平 面 图 显 然 还 不 够 相 比之下 ， 三 维立 体相 图可 为提供更多 的信息 ， 例如 ， 可涵 盖更 多 的组 元 ， 可 更清晰地描绘 出温度 等因 素的影 响 ， 等等 本子 系统利用 动 画 的方式来 显 示 三 维相 图 和 立体相 图 本 系统设计 中 ， 为 了在屏 幕上绘制 出立 体 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．05．025

Vol.23 No.5 包宏等：基于WWW的铝电解体系相图检索系统 ·479. 的三元相图，所选用的软件平台应与要求相适 部分是平面相图及平面物理化学性质曲线图的 应，即(1)可用来绘制三维相图：(2)所绘制出的 检索：第二部分是三维立体相图的显示部分.对 图形应能够以任意角度旋转：(3)可在互连网上 于第一部分，采用在线数据库查询技术实现.系 运行.为此采用了功能强大的3 D Max Studio R3, 统使用超文本连接，可以在互联网和局域网使 Photoshop5.0,Flash4.0以及Frontpage2000等软 用.整个系统的查询主界面如图1所示 件.系统使用超文本连接，可以在互联网和局域 选用3 D Max Studio R3作为对于三维立体 网使用.本系统经过调试，界面友好，易学易用. 相图的实现手段，3 D Max Studio R3是一个功能 强大的三维图形编辑及动画制作软件.其内部 2系统实现 提供的各种工具为建立具有良好视觉效果的三 本系统根据要求将系统分为两部分：第一 维相图提供了技术保障 铝电解体系相图 二元系 三表 ·9242相版 ·上C一无志然波 ,C2相惠 ，山郑8 空享山 ·E系提激 、星5A1拉图 在1412.江超 u4FC1系抱图 ·019奶质：4地340品中w谓数领 地相图 流花 罗无蒸 群 更路 ·4G%B9座元互榜荔 ,的电身发 .里n)-10这a0r0h话 ·经B楼1%履秀1032轻 刻A1F心1控L41座思物应100妈 R金物诺1热氏紫】 氏诊度 业5A122文混合物在0心语 车应15C1L温8物任2C0经 乐菱时的速淳 家步分香酒接 餐游7生宝整指招果流上界张的 建 图】铝电解体系相图检索系统主页面 Fig.1 Homepage of phase diagram indexing system 为了实现三维相图的网上查询，技术上需 <!--URL's used in the movie--> 解决由3 D Max Studio R3形成的三维图形的网 <!--text used in the movie--> 上显示问题.我们选用了Flash4.0作为相图的 <OBJECT classid= 播放工具.具体做法是：将由3 D Max Studio R3 "clsid:D27CDB6E-AE6D-11cf.96B8-4445535400" 建立的三维图形转换为一系列可以在Flash4.0 codebase="http://active.macromedia.com/flash2/ 中使用的关键帧，再通过Flash4.0进行连续播 cabs/swflash.cab#version=4.0,0.0" 放向.图2为立体相图显示的页面设置.图中的 ID-三元相图WDTH=550 HEIGHT-400> 按钮可使相图进行沿纵轴的旋转显示.旋转可 <PARAM NAME-movie VALUE="三元相图.swf 朝顺时针或逆时针方向，可间断或连续地进行. 7 立体相图在网上播放部分的代码如下，顺 <PARAM NAME=play VALUE=false> 时针方向旋转的片段如图3所示. <PARAM NAME=loop VALUE=false> <HTML> <PARAM NAME-quality VALUE=high> <HEAD> <PARAM NAME=bgcolor VALUE-#FFFFFF> <TITLE>三元立体相图<TITLE> <EMBED sre=-"三元相图.swf"play--false loop- </HEAD> false quality=high bgcolor-#FFFFFF WIDTH=550 <BODY bgcolor="#FFFFFF"> HEIGHT-400 TYPE="application/x-shockwave-

·480。 北京科技大学学报 2001年第5期 3讨论 相图是人们认识和利用化合物的必要手 段，对于铝电解体系而言尤其如此.文献中记载 的大量相图的收集和建立网上查询系统是大势 所趋.但这些相图基本是平面图，而平面图的信 息含量明显较立体图少.在平面印刷版面上立 体图的显示也具有其明显的劣势.而应用计算 机将立体相图以动态形式显示出来，这种图相 图2立体相图显示页面设置 当于一个二维相图的集合，经过这样的变换之 Fig.2 3D phase diagram page design 后，可使检索的信息含量大幅提高.用户可通过 对相图任意角度的旋转从不同的侧面来对其进 行研究.同样道理，电解质的各种物理化学性质 是随着化合物含量的变化而变化的，这种变化 是多元非线性的.计算机的图形动态显示功能 和颜色等的变换为对多种影响因素进行综合考 察提供了有效途径.本工作在这方面进行了初 步的尝试，取得了初步的结果 参考文献 1张圣弼，李道子相图-原理、计算及在冶金中的应用 图3立体相图旋转显示的部分画面 北京：冶金工业出版社，1986.95 Fig.3 Some figures from 3D phase diagram rotation 2邱竹贤.预焙槽炼铝.北京：治金工业出版社，1980.24 3陈勇.因特网上交互式化学信息数据库的设计与建 flash"PLUGINSPAGE="http://www.macromedia. 设.计算机与应用化学，1999,16(5)：14 com/shockwave/download/index.cgi?PI_Prod 4蔡宁.基于WWW方式的优势区相图计算.计算机与 Version=ShockwaveFlash"></EMBED> 应用化学，1999.16(4)：20 5陈世红，黄慎斐，3 D STUDIO MAX R3实用速查手 </OBJECT> 册.北京：科学出版社，2000210 <BODY> 6罗翔，FLASH4网络动画基础与应用，北京：北京航 </HTML> 空航天大学出版社，2000.95 An Indexing System for Phase Diagram of Aluminum Electrolyte Based on Multimedia and Internet BAO Hong,LIU Zhao Institute of Computer Science,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT An indexing system for phase diagram of electrolyte based on multimedia and internet tech- nique was introduced.By using Web technique and dynamic drawing softwares,the system may regenerate many binary terary and quadrary component phase diagram as well as curves of properties for these systems. The system is consisting of two main functions,one is to redraw 2-D diagrams from literatures,and the second is dynamic showing of three dimensional phase diagram of electrolyte.The system can run on the Internet. KEY WORDS phase diagram;consulting system;internet