二元金屬體系固相相界面擴(kuò)散溶解層研究.pdf

1、在許多工程材料的生產(chǎn)制備工藝中，擴(kuò)散和溶解是一個(gè)重要的過(guò)程。二組元在相界面發(fā)生固相擴(kuò)散和溶解，會(huì)在相界面處形成由固溶體和金屬化合物構(gòu)成的擴(kuò)散溶解層，擴(kuò)散溶解層的性質(zhì)在很大程度上影響著材料的性能。因此，有關(guān)擴(kuò)散溶解層的結(jié)構(gòu)、析出和長(zhǎng)大規(guī)律以及形成機(jī)理已經(jīng)成為材料工程中研究的重要課題。雖然已經(jīng)有一些關(guān)于擴(kuò)散溶解層的理論和模型，但是還有許多方面需要補(bǔ)充和完善。本文以擴(kuò)散溶解層為研究主線，從試驗(yàn)和理論兩個(gè)方面開(kāi)展了研究。論文選擇二元完全固溶體系

2、、二元有限固溶體系、二元部分固溶體系和二元互不固溶體系四類(lèi)合金系作為研究對(duì)象。利用粉末燒結(jié)和鑲嵌式擴(kuò)散偶兩種方法制備出四類(lèi)擴(kuò)散溶解層，利用OM、SEM、WDS和EDS分析擴(kuò)散溶解層，利用擴(kuò)散和結(jié)晶理論研究擴(kuò)散溶解層的形成機(jī)理和過(guò)程，利用TFDC相圖對(duì)Cu/Ni擴(kuò)散溶解層進(jìn)行分析。論文研究了Cu/Ni、Al/Zn、Al/Mg、Al/Cu、Al/Co、Co/Zn、Cu/Ti和Ni/Ti八種二元金屬體系擴(kuò)散溶解層的結(jié)構(gòu)、析出規(guī)律以及形成機(jī)理。

3、研究結(jié)果表明，在一定的退火熱處理?xiàng)l件下，二元金屬體系擴(kuò)散溶解層中的各個(gè)相層按順序析出，在上一個(gè)相層界面或內(nèi)部形核，以“平面式”或“柱狀”長(zhǎng)大方式同向或相向生長(zhǎng)；最終在二組元相界面處形成包括二元合金相圖上所有相(固溶體和金屬化合物)在內(nèi)的擴(kuò)散溶解層，擴(kuò)散溶解層的結(jié)構(gòu)與相圖上各個(gè)相的排列順序一致。論文還利用TFDC相圖對(duì)Cu/Ni擴(kuò)散溶解進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，Cu/Ni界面電子密度的連續(xù)性要求，是擴(kuò)散溶解層α形成的原因之一；擴(kuò)散溶解層α對(duì)C