磁场下Ag-Sn合金粘度和Al/Ag液固扩散的研究
发布时间：2021-01-04 21:44
当液态金属中存在着某种物理量（如温度）的梯度时,液态金属中就会有运输的过程。在液态金属的运输过程中会伴随着力、质量、能量的运输,而这些与液态金属的粘度和扩散有关。金属熔体的粘滞性和扩散行为是液态金属原子迁移的一种表现,是原子间结合力大小的反映,是金属熔体的重要物理性质。研究金属熔体的粘度和扩散行为对于研究与液态金属结构相关的基础科学和材料科学有着非常重要的意义。研究液态金属的粘度和扩散行为是了解液态金属结构的一种重要途径,金属熔体的粘度值与扩散系数的倒数在数值上呈线性关系。本文通过研究磁场对金属熔体粘度和金属间液固扩散所产生的影响,为探讨粘度与扩散之间的联系提供实验数据和理论依据。首先,以Ag-Sn合金为主要研究对象,利用附带水平磁场的高温熔体粘度测量仪研究了合金熔体的粘度与温度、磁场以及合金成分之间的关系,讨论了熔体粘度与熔体成分、温度、磁场条件的相关性。然后,研究了磁场对Al/Ag液固扩散行为的影响,探讨了磁场影响金属扩散行为的机制,讨论了磁场对扩散层成分分布以及微观组织形貌的改变。从实验结果可以看出:Ag-Sn合金熔体的粘度都随着温度的升高而降低,且符合Arrhenius关系式;...
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
附带水平磁场的高温粘度测量设备Fig.2.1Thetestequipmentforthematerialviscosityathightemperaturewithhorizontalmagnetic
图 2. 2 磁环 磁 力线 分 布 示意 图 e s o f ma g n e t ic fo rc e d is t ri b ut io n d ia gr a m
（a ） 纯 Ag （b ） 纯 Sn 图 3 .1 不同 磁场 下 纯 Ag 和纯 Sn 的粘 度 与温 度 的关 系 Fi g . 3. 1 Th e c o nt ra st o f v i sc o si ti e s fo r p ur e Ag a n d pu re Sn u nd e r t h e d i ff e re nt ma g n e t ic fi e l d图 3 .1 是 不同 磁 场 下纯 Ag 和 纯 Sn 的粘 度— 温 度曲 线。 其 中 纯 Ag 和纯 Sn 的熔 点 分别 为 12 33 K 和 50 5K ， 实验 测量 的 温度 范围 是 从它 们 各自 的 熔 点 开始 过 热到 20 0 K， 在最高 温 度点 保温 1 20 mi n 后降 温 测量 ， 每 个 温度 点 都保 温 30 m i n， 同 时 在测 量的 过 程 中 一直 都充 入 高纯 氩 气 ， 以保 护 金属 不被 氧 化 。 从图 3 .1 可以 看 出， 在 不 同 的 磁 场下 纯 Ag 的粘 度要 大于 纯 Sn 的粘 度 。 同 时 磁场 的 增加 增大 了 纯 Ag 和纯 Sn 的粘 度 ，4 2 0 G 磁场 对 纯 Ag 的作 用 要 大于 对 纯 Sn 的 作用 。 温 度 是 影 响 液 态 金 属 粘 滞 性 的 一 个 主 要 因 素 ， 根 据 由 Ey r i ng 和 Do ol i tt l e 提 出 的 并由 Co he n 和 Gr e s t 改 良的 自 由体 积 理 论 可以 得 到， 在 液态 金 属 中 随着 温 度的 不断 升 高 ，金属 熔体 中 的自 由 体 积就 会 不断 膨胀 并 最 终 导致 了 自 由 体积 的 重 新分 布 ， 在 宏观 上 就 表 现为 熔体 粘 度的 降 低 ，这也 意味 着 随着 温 度 的升 高 金属 熔体 的 粘 度 数值 不 断 减 小。 同时 ，
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属熔体扩散的研究进展[J]. 朱纯傲,耿永亮,张博. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(06)
[2]Effect of High Magnetic Field on Growth Behavior of Compound Layers during Reactive Diffusion between Solid Cu and Liquid Al[J]. B. Xu1), W.P. Tong1), C.Z. Liu2), H. Zhang1), L. Zuo1) and J.C. He1) 1) Key Laboratory of National Education Ministry for Electromagnetic Processing of Materials, Northeastern University, Shenyang 110004, China 2) Department of Materials Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, China. Journal of Materials Science & Technology. 2011(09)
[3]强磁场下Cu-25%Ag合金的凝固行为[J]. 李贵茂,王恩刚,张林,赫冀成. 东北大学学报(自然科学版). 2011(01)
[4]磁场对Pb-Sn合金层状共晶生长的影响[J]. 温晓莉,陈钊,陈长乐. 铸造技术. 2009(03)
[5]Ni/Zn扩散溶解层的初步研究[J]. 宋玉强,李世春. 中国石油大学学报(自然科学版). 2007(01)
[6]Application of high magnetic fields in advanced materials processing[J]. MA Yanwei,XIAO Liye & YAN Luguang Applied Superconductivity Laboratory,Institute of Electrical Engineer-ing,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China. Chinese Science Bulletin. 2006(24)
[7]金属熔体黏度与结构相关性的分子动力学模拟[J]. 耿浩然,孙春静,杨中喜,王瑞,吉蕾蕾. 物理学报. 2006(03)
[8]液态Sn的粘度及其熔体微观结构的变化[J]. 杨中喜,耿浩然,陶珍东,孙春静. 原子与分子物理学报. 2004(04)
[9]物质抗磁性和顺磁性的物理机制[J]. 黄海燕,周和平. 河北建筑工程学院学报. 2004(02)
[10]强磁场下Bi-Mn合金中形成的MnBi相凝固组织[J]. 李喜,任忠鸣,王晖,李伟轩,邓康,壮云乾. 金属学报. 2004(01)
博士论文
[1]典型二元共晶合金熔体结构研究[D]. 孙建俊.山东大学 2009
[2]金属熔体的黏滞特性及相关物性的研究[D]. 孙春静.山东大学 2007
[3]共晶系和匀晶系二元合金熔体结构转变及其对凝固的影响[D]. 李先芬.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]南钢高炉炉料冶金性能及炉渣粘度研究[D]. 王明军.重庆大学 2007
本文编号：2957420
【文章来源】：武汉纺织大学湖北省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
附带水平磁场的高温粘度测量设备Fig.2.1Thetestequipmentforthematerialviscosityathightemperaturewithhorizontalmagnetic
图 2. 2 磁环 磁 力线 分 布 示意 图 e s o f ma g n e t ic fo rc e d is t ri b ut io n d ia gr a m
（a ） 纯 Ag （b ） 纯 Sn 图 3 .1 不同 磁场 下 纯 Ag 和纯 Sn 的粘 度 与温 度 的关 系 Fi g . 3. 1 Th e c o nt ra st o f v i sc o si ti e s fo r p ur e Ag a n d pu re Sn u nd e r t h e d i ff e re nt ma g n e t ic fi e l d图 3 .1 是 不同 磁 场 下纯 Ag 和 纯 Sn 的粘 度— 温 度曲 线。 其 中 纯 Ag 和纯 Sn 的熔 点 分别 为 12 33 K 和 50 5K ， 实验 测量 的 温度 范围 是 从它 们 各自 的 熔 点 开始 过 热到 20 0 K， 在最高 温 度点 保温 1 20 mi n 后降 温 测量 ， 每 个 温度 点 都保 温 30 m i n， 同 时 在测 量的 过 程 中 一直 都充 入 高纯 氩 气 ， 以保 护 金属 不被 氧 化 。 从图 3 .1 可以 看 出， 在 不 同 的 磁 场下 纯 Ag 的粘 度要 大于 纯 Sn 的粘 度 。 同 时 磁场 的 增加 增大 了 纯 Ag 和纯 Sn 的粘 度 ，4 2 0 G 磁场 对 纯 Ag 的作 用 要 大于 对 纯 Sn 的 作用 。 温 度 是 影 响 液 态 金 属 粘 滞 性 的 一 个 主 要 因 素 ， 根 据 由 Ey r i ng 和 Do ol i tt l e 提 出 的 并由 Co he n 和 Gr e s t 改 良的 自 由体 积 理 论 可以 得 到， 在 液态 金 属 中 随着 温 度的 不断 升 高 ，金属 熔体 中 的自 由 体 积就 会 不断 膨胀 并 最 终 导致 了 自 由 体积 的 重 新分 布 ， 在 宏观 上 就 表 现为 熔体 粘 度的 降 低 ，这也 意味 着 随着 温 度 的升 高 金属 熔体 的 粘 度 数值 不 断 减 小。 同时 ，
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属熔体扩散的研究进展[J]. 朱纯傲,耿永亮,张博. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2012(06)
[2]Effect of High Magnetic Field on Growth Behavior of Compound Layers during Reactive Diffusion between Solid Cu and Liquid Al[J]. B. Xu1), W.P. Tong1), C.Z. Liu2), H. Zhang1), L. Zuo1) and J.C. He1) 1) Key Laboratory of National Education Ministry for Electromagnetic Processing of Materials, Northeastern University, Shenyang 110004, China 2) Department of Materials Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, China. Journal of Materials Science & Technology. 2011(09)
[3]强磁场下Cu-25%Ag合金的凝固行为[J]. 李贵茂,王恩刚,张林,赫冀成. 东北大学学报(自然科学版). 2011(01)
[4]磁场对Pb-Sn合金层状共晶生长的影响[J]. 温晓莉,陈钊,陈长乐. 铸造技术. 2009(03)
[5]Ni/Zn扩散溶解层的初步研究[J]. 宋玉强,李世春. 中国石油大学学报(自然科学版). 2007(01)
[6]Application of high magnetic fields in advanced materials processing[J]. MA Yanwei,XIAO Liye & YAN Luguang Applied Superconductivity Laboratory,Institute of Electrical Engineer-ing,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China. Chinese Science Bulletin. 2006(24)
[7]金属熔体黏度与结构相关性的分子动力学模拟[J]. 耿浩然,孙春静,杨中喜,王瑞,吉蕾蕾. 物理学报. 2006(03)
[8]液态Sn的粘度及其熔体微观结构的变化[J]. 杨中喜,耿浩然,陶珍东,孙春静. 原子与分子物理学报. 2004(04)
[9]物质抗磁性和顺磁性的物理机制[J]. 黄海燕,周和平. 河北建筑工程学院学报. 2004(02)
[10]强磁场下Bi-Mn合金中形成的MnBi相凝固组织[J]. 李喜,任忠鸣,王晖,李伟轩,邓康,壮云乾. 金属学报. 2004(01)
博士论文
[1]典型二元共晶合金熔体结构研究[D]. 孙建俊.山东大学 2009
[2]金属熔体的黏滞特性及相关物性的研究[D]. 孙春静.山东大学 2007
[3]共晶系和匀晶系二元合金熔体结构转变及其对凝固的影响[D]. 李先芬.合肥工业大学 2006
硕士论文
[1]南钢高炉炉料冶金性能及炉渣粘度研究[D]. 王明军.重庆大学 2007
本文编号：2957420
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2957420.html
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