LaCe-基非晶合金熔体化学扩散行为研究

发布时间：2017-09-17 05:37

  本文关键词：LaCe-基非晶合金熔体化学扩散行为研究

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【摘要】：扩散系数是描述液态金属动力学性质的关键物理量,也是金属材料设计与成型的必要参数。本文利用滑动剪切技术测量了Ce80Cu20二元及(La1-xCex)65Al10Cu25(x=0,0.3,0.5,0.7,1)伪三元非晶合金熔体的互扩散系数,从这两种合金熔体的测量结果来看,其互扩散系数都比普通熔体小,表现为较慢的扩散行为。在Ce80Cu20二元合金熔体中,结合课题组在该合金熔体中测量的Cu原子自扩散系数,结果发现互扩散系数的激活能与Cu原子自扩散系数激活能非常接近,互扩散系数绝对值大约是Cu自扩散系数的1.5倍。通过计算Ce80Cu20合金熔体的热力学驱动力(即热力学因子)发现,在该合金熔体中经典的Darken公式不能很好的描述自扩散系数和互扩散系数之间的关系。当引入动力学因子S且S在1.1±0.2-1.3±0.2之间时才能更好的描述二者之间的关系,这一结果与前人在Al基和Zr基合金熔体中获得的结果不同。在(La1-xCex)65Al10Cu25(x=0,0.3,0.5,0.7,1)伪三元非晶合金熔体互扩散系数测量的实验中,在保持La, Ce总含量不变的前提下,改变La, Ce的成分比例,并在773K测量Al-Cu的互扩散系数。结果表明Al-Cu的互扩散系数在误差范围内随La, Ce的变化相差不大。但前人的实验数据显示在(La1-xCex)65Al10Cu25体系中随着La、Ce的成分改变非晶形成能力变化较大,这表明在(La1-xCex)65Al10Cu25体系中互扩散系数和非晶形成能力之间没有必然的联系,这可能与La-Ce-Al-Cu体系中混合焓有关。
【关键词】：LaCe-基非晶合金熔体 互扩散系数 自扩散系数 玻璃形成能力 热力学因子 滑动剪切技术
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.8
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-26
• 1.1 合金熔体扩散研究意义15-16
• 1.2 菲克定律16-18
• 1.2.1 菲克第一定律16-17
• 1.2.2 菲克第二定律17-18
• 1.3 扩散系数及其测量方法18-25
• 1.3.1 自扩散系数及其测量方法19-20
• 1.3.2 互扩散系数及其测量方法20-25
• 1.4 本课题的研究内容及意义25-26
• 第二章 实验26-39
• 2.1 扩散方程的求解26-27
• 2.2 本文的实验概况27-39
• 2.2.1 样品制备28-31
• 2.2.2 样品的DSC实验31
• 2.2.3 扩散实验31-35
• 2.2.4 样品检测与分析35-39
• 第三章 Ce-Cu二元合金熔体原子扩散39-53
• 3.1 前言39
• 3.2 科肯达尔(Kirkendall)效应及达肯公式(Darken equation)39-42
• 3.2.1 科肯达尔(Kirkendall)效应39-41
• 3.2.2 达肯公式(Darken equation)41-42
• 3.3 实验数据处理及结果分析42-52
• 3.3.1 Ce-Cu合金互扩散实验结果42-47
• 3.3.2 Ce-Cu合金自扩散实验结果47
• 3.3.3 Ce-Cu二元合金熔体中热力学影响因子的计算方法47-49
• 3.3.4 Ce-Cu二元合金熔体中原子自扩散与互扩散之间的联系49-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第四章 La-Ce-Al-Cu伪三元合金化学扩散与玻璃形成能力之间的关系53-66
• 4.1 前言53-54
• 4.2 实验结果54-57
• 4.3 La-Ce-Al-Cu伪三元合金熔体化学扩散实验数据分析57-65
• 4.3.1 Al-Cu的化学扩散系数随La原子比例的变化57-62
• 4.3.2 Al-Cu的化学扩散系数的误差分析62-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 结果分析及讨论66-68
• 5.1 本文的主要研究内容和创新点66
• 5.2 本文的主要实验结果和结论66-67
• 5.3 本文存在的问题及展望67-68
• 参考文献68-74
• 攻读硕士期间的学术活动及成果情况74

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本文编号：867579