CuSb和SnSb化合物形成合金熔體熱處理及凝固的研究.pdf

1、目前,通過各種衍射手段和對結(jié)構(gòu)敏感物理量的研究,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)部分合金熔體中存在著類似固態(tài)結(jié)構(gòu)的拓撲及化學(xué)短程有序結(jié)構(gòu).特別是對于化合物形成合金,由于其熔體中各組元間強烈的相互作用,其粒子與粒子間的結(jié)合方式比其它液體結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜. 本文以強制冷卻結(jié)合普通凝固手段的方法,研究了熔體熱處理對二元化合物形成合金Cu-Sb合金及Sn-Sb合金凝固的影響,得到以下主要結(jié)果: 首先,探索了不同的熔體熱處理對不同成分的Cu-Sb合金凝固行為

2、及凝固組織的影響.通過對Cu-Sb合金的強制冷卻凝固組織和空冷的凝固組織的對比,結(jié)合對空冷的凝固行為分析,熔體冷卻速率的增大時,原有共晶生長的穩(wěn)定性被打破;二次臂側(cè)向生長受到快速散熱的影響,所以難以形成;共晶體從液相中的直接析出受到抑制,有利于凝固組織的均勻化;而過熱溫度對凝固影響沒有發(fā)現(xiàn)較為明顯的規(guī)律,在沒有其它實驗手段驗證的條件下,只能推測其凝固組織有無顯著變化的原因在于其熔體結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了變化. 然后,為更有針對性地研究熔

3、體熱歷史對凝固的影響,基于前期研究的結(jié)果--溫度誘導(dǎo)Sn-Sb合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,以熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榍腥朦c,根據(jù)合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的溫度范圍,選擇適當?shù)娜垠w處理溫度,即分別在合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變前后的某一溫度進行熔煉、保溫,研究了熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變與否對合金凝固行為及凝固組織的影響.為了考察低溫熔煉、保溫時合金熔體是否發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,采用直流四電極法對Sn-Sb合金熔體在保溫條件下的電阻率行為進行了研究,該實驗結(jié)果為Sn-Sb合金熔體處理溫度的確定提供科

4、學(xué)依據(jù). 結(jié)果表明:溫度誘導(dǎo)合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對凝固行為及凝固組織有明顯的影響,低于合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度熔煉、保溫時,熔體凝固所需的過冷度較小,凝固組織粗大.此時的合金熔體中存在較多的類固型原子團簇,促進初生化合物相的形核和生長,從而抑制了后期的包晶轉(zhuǎn)變;而在高于合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變溫度熔煉、保溫時,低溫下的類固型原子團簇逐漸消失,使得凝固過冷度增加,導(dǎo)致在更低的溫度下形核時形核率增大,初生化合物相細化且分布彌散,同時也促進了隨后包晶