Al-Bi-Sn难混溶合金液相分离及凝固组织控制研究

发布时间：2024-04-21 14:41

　　难混溶合金广泛应用于自润滑、电接触、超导等材料中,因其具有很多特殊的物化性能和工艺性能而备受人们关注。然而,难混溶合金在发生液相分离之后产生的两相往往密度差较大,在重力的作用下极易形成偏析,限制该类合金的开发和应用。如果通过适当的方法使第二相弥散分布在基体中,该类合金将会得到更广阔的应用前景。针对难混溶合金偏析结构形成的问题,本文通过控制Al₇₀Bi₁₀Sn₂₀难混溶合金在不同冷却条件下凝固,研究合金在不同冷却速率下的液相分离过程,进而阐明冷速对合金的第二相分布及凝固组织的影响。首先,研究常规凝固条件下Al₇₀Bi₁₀Sn₂₀合金的液相分离过程及其凝固组织。利用冷却曲线和DSC曲线分析合金熔体凝固的相变过程。由冷却曲线可知,熔体的液相分离过程大约经历了50s,第二相液滴有充足的时间在Stokes效应的驱动下向下运动,进而形成分层组织。经过对富Al区中第二相液滴形貌的分析,总结出液滴变形后的回复力与等效半径之间的关系。在经历相同程度的变形后,液滴的尺寸越小,...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题依据及意义
    1.2 难混溶合金的凝固特点
    1.3 难混溶合金制备方法及研究进展
        1.3.1 急冷与深过冷凝固
        1.3.2 施加外场及机械搅拌法
        1.3.3 空间微重力法
    1.4 冷却速率对难混溶合金凝固组织的影响
        1.4.1 基体晶粒及第二相颗粒尺寸
        1.4.2 液相分离时间
        1.4.3 温度梯度
        1.4.4 过冷度
    1.5 本文研究内容及意义
2 实验材料、设备与研究方法
    2.1 研究对象
    2.2 研究技术路线及实验方法
        2.2.1 研究技术路线
        2.2.2 实验方法
    2.3 实验装置与使用
        2.3.1 中频电源
        2.3.2 箱式电阻炉
        2.3.3 综合热分析仪
        2.3.4 X射线衍射仪
        2.3.5 扫描电子显微镜
        2.3.6 电子探针
3 Al₇₀Bi₁₀Sn₂₀ 难混溶合金在常规条件下凝固
    3.1 相组成及相变过程
    3.2 显微组织结构
    3.3 液-液相分离凝固机理分析
        3.3.1 形核过程
        3.3.2 扩散生长及Ostwald熟化
        3.3.3 Stokes及 Marangoni运动
    3.4 热力学解释液-液相分离成因
    3.5 本章小结
4 Al₇₀Bi₁₀Sn₂₀ 难混溶合金在快速冷却条件下凝固
    4.1铜模快冷实验
    4.2水淬急冷实验
    4.3 凝固机理分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3961022