Sm基過渡金屬體系和Sn基焊料體系的相圖研究.pdf

1、本文采用實驗測定和熱力學(xué)計算方法研究了Sm基過渡金屬體系和Sn基焊料體系的相圖和熱力學(xué)性質(zhì)。
　　 Co-Sm體系是高性能稀土永磁材料Sm(Co，Cu，F(xiàn)e，Zr)x的基礎(chǔ)體系。將Co-Sm合金密封在Ta坩堝進行感應(yīng)熔煉和差熱分析，解決了富Sm合金活性高、易氧化、易揮發(fā)的實驗難點。結(jié)合慢速差熱分析（1℃/min和0.5℃/min），合金退火平衡熱處理，掃描電鏡和電子探針分析，晶體結(jié)構(gòu)分析等完善和修正了Co-Sm體系富Sm一側(cè)的相

2、圖。根據(jù)相的晶體結(jié)構(gòu)將文獻中報道的Sm5Co2相校正為Sm9Co4相。闡明了Sm的三種同素異形體與Sm3Co之間的關(guān)系，確定了五個零變量反應(yīng)和液相線。
　　 采用全局優(yōu)化方法評估和計算了Co-Sm體系。采取了合理的磁性能計算模型，嚴(yán)格控制液相和化合物的熱力學(xué)參數(shù)，避免了在高溫出現(xiàn)液相溶解度隙或在低溫出現(xiàn)化合物的異常分解?？紤]了SmCo5和Sm2Co17相的成分范圍，根據(jù)相的實際晶體結(jié)構(gòu)，原子占位和取代關(guān)系建立了自洽的熱力學(xué)模型，

3、將Co原子對視為Co2，分別用(Co, Va)0.833333(Co2, Sm)0.166667和(Co)0.833333(Sm)0.111111(Co2,Sm)0.055556描述。計算得到的化合物的成分范圍與實驗數(shù)據(jù)一致。計算相圖與實驗相圖完全吻合，有助于指導(dǎo)稀土永磁合金的成分設(shè)計。
　　 Ni-Sm合金是非常具有應(yīng)用前景的儲氫材料。結(jié)合超慢速DSC分析（0.3℃/min和0.1℃/min）和各種平衡組織和凝固組織的顯微分析

4、，修正了Ni-Sm體系富Sm一側(cè)的相圖。發(fā)現(xiàn)了Sm7Ni3和Sm3Ni2兩個新相，并確定了它們的溫度穩(wěn)定范圍。確定了七個新的零變量反應(yīng)及其反應(yīng)溫度。基于超慢速DSC分析和DSC分析過程中的原位恒溫處理以達到平衡轉(zhuǎn)變，溫度非常接近(小到相隔2℃)的零變量反應(yīng)得以分開并得到了很好的表征。所用的實驗方法有助于指導(dǎo)其它體系尤其是稀土過渡金屬體系相圖的校正和完善。
　　 采用全局優(yōu)化方法評估和計算了Ni-Sm體系，得到了自洽的熱力學(xué)參數(shù)。

5、計算得到的液相混合焓數(shù)據(jù)與文獻數(shù)據(jù)吻合的很好。
　　 Sn基焊料體系Cu-Sb-Sn體系和Ni-Sn-Zn體系的相圖研究是COST MP0602高溫焊料研究計劃的一部分，包括相圖和熱力學(xué)研究。
　　 結(jié)合慢速差熱分析和退火合金平衡相分析確定了Cu-Sb-Sn體系在Sn/Sb=1∶1的垂直截面和相演變過程，確定了三個零變量反應(yīng)和液相線。確定了Sn在二元相ρ(Cu2Sb)和Sb在二元相ε(Cu3Sn)和η(Cu6Sn5)中的

6、溶解度范圍。結(jié)合平衡合金相組成分析校正了DSC曲線中的非平衡的熱效應(yīng)峰?；贑OST0531的二元數(shù)據(jù)庫，進行了初步外推計算，得到了與實驗結(jié)果一致的相關(guān)系和相反應(yīng)順序。該垂直截面的建立有助于Cu-Sb-Sn體系相圖的構(gòu)建和指導(dǎo)(Cu-)Sb-Sn焊料的成分設(shè)計和焊接工藝的設(shè)計。
　　 解決了Zn金屬活性高、易揮發(fā)和易氧化的實驗難點。研究了SnxZn1-x/Ni（液/固）擴散偶在不同Zn含量、不同溫度、不同保溫時間下的擴散和界面反