Co-Al和Co-Zn体系界面研究

论文摘要

界面由于其特殊的结构,是材料科学中重要的研究对象。本文选择Co-Al和Co-Zn体系扩散偶来研究其界面行为。采用嵌入法制备扩散偶试样,经过扩散热处理,组元界面间由原始的机械接触转变成冶金结合,界面区域形成了一个不同于基体的扩散层新相。利用光学金相技术、背散射技术和显微硬度测试等手段对扩散偶界面区域的特征进行分析。结果表明:扩散层与结合能较大的基体Co的连接较平滑,呈规则的圆弧状,而与结合能较小的基体Al（或Zn）的连接则呈不规则的锯齿状。扩散层内部呈明显分层现象,各小层厚度大小不同;同时分析了实验工艺条件对扩散层的影响,温度越高,扩散层越厚,两者符合Arrhenius关系;保温时间越长,扩散层越厚,两者呈现抛物线关系。对扩散层的成分讨论时,主要考虑了三个因素:界面间原子扩散通量、Miedema模型形成热以及形成相的稳定性,认为在Co-Al体系扩散偶中界面区域生成的第一相可能是AlCo,在Co-Zn体系界面区域生成的第一相可能是β1。对界面区域进行的显微硬度测试结果在一定程度上反映了该区域的组织变化趋势。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 界面的概念
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究现状
• 1.4 研究基础理论
• 1.4.1 扩散理论
• 1.4.2 合金固溶度理论
• 1.5 界面的获得和研究方法
• 1.5.1 界面的获得
• 1.5.2 界面的研究方法
• 1.6 本文研究工作的意义
• 1.6.1 Co 基合金应用背景
• 1.6.2 本论文的基本思路
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.2.1 真空烧结设备
• 2.2.2 磨片设备
• 2.2.3 抛光设备
• 2.2.4 观察照相设备
• 2.3 实验工艺
• 2.3.1 预处理
• 2.3.2 扩散偶制样方法
• 2.3.3 工艺参数的选择
• 2.4 测试方法
• 第3章 Co-Al 体系的界面特征研究
• 3.1 Co-Al 系合金的相关知识
• 3.1.1 Co 和Al 的性质
• 3.1.2 Co-Al 系合金相图分析
• 3.1.3 Co-Al 系合金研究现状
• 3.2 Co-Al 体系的界面特征
• 3.2.1 热处理温度对Co-Al 体系界面特征的影响
• 3.2.2 保温时间对Co-Al 体系界面特征的影响
• 3.2.3 Co-Al 扩散偶界面区域组织分析
• 3.2.4 Co-Al 扩散偶界面区域成分分析
• 3.2.5 Co-Al 扩散偶界面区域的显微硬度
• 3.3 本章小结
• 第4章 Co-Zn 体系的界面特征研究
• 4.1 Co-Zn 系合金的相关知识
• 4.1.1 Zn 的性质
• 4.1.2 Co-Zn 系合金相图分析
• 4.1.3 Co-Zn 系合金研究现状
• 4.2 Co-Zn 体系的界面特征
• 4.2.1 热处理温度对Co-Zn 体系界面特征的影响
• 4.2.2 保温时间对Co-Zn 体系界面特征的影响
• 4.2.3 Co/Zn 界面迁移及扩散行为分析
• 4.2.4 Co-Zn 扩散偶界面区域成分分析
• 4.2.5 Co-Zn 扩散偶界面区域显微硬度
• 4.3 本章小结
• 第5章 Co-Al 和Co-Zn 体系相的形成
• 5.1 经验理论分析
• 5.1.1 界面间原子扩散通量
• 5.1.2 Miedema 模型形成热
• 5.1.3 相的稳定性
• 5.2 实验分析
• 5.2.1 Co-Al 体系
• 5.2.2 Co-Zn 体系
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论
• 主要符号表
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在校期间研究成果