Co基合金熔体的粘滞性行为

论文摘要

金属熔体的粘滞性是液态金属原子迁移的一种表现,是原子间结合力大小的反映,是熔体的重要物理性质之一。研究Co基合金熔体的粘滞性行为及其非晶形成能力对Co基合金非晶丝的制备具有非常重要的指导意义。本文以Co-Fe-Si-B系合金为主要研究对象,利用高温熔体粘度测量仪研究了合金熔体的粘度与相图关系,讨论了熔体粘度与温度、微量元素添加的关系;同时就其中两种成分,讨论了熔体粘度与过热熔体脆性之间的联系;在此基础上,结合粘度的数学模型进行了初步研究工作。研究了回转振动粘度仪的工作特性,确定了准确测量的条件:保温时间1小时以上,较小的坩埚表面粗糙度,试验的结果分析以降温过程为主。同时研究发现,Co-Fe-Si-B合金熔体的粘度都呈现出随着温度的升高而减小的趋势,且基本上符合Arrhenius方程;在相同的过热度条件下,Co-Fe-Si-B合金在Nb含量的变化,有一个向上的突起,并且在2%达到最大值;同时,粘度随着温度的变化率也是在Nb含量为2%左右较快,最大值是在1%处。初步测量并计算了重力场下Co-Fe-Si-B合金熔体/Mo铸型润湿角变化规律,并结合牛顿粘性定律对熔体抽拉工艺参数进行了计算。计算了两种Co-Fe-Si-B合金的过热熔体脆性,并分别将M和表征非晶形成能力的参数进行了对比。Co-Fe-Si-B-2%合金熔体的M值比较小,说明其非晶形成能力较Co-Fe-Si-B好。M反映了合金熔体中的中程有序原子团簇在形成非晶时的稳定性,是液体稳定性方面反映了合金非晶形成能力的一个参数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 液体粘度及其测试方法
• 1.2.1 毛细管法
• 1.2.2 扭摆振动法
• 1.2.3 旋转法
• 1.2.4 新近出现和发展的粘度测试方法
• 1.3 金属熔体粘滞性研究现状
• 1.3.1 粘度的理论研究
• 1.3.2 粘度与其物性之间的关系
• 1.3.3 熔体粘度的理论计算
• 1.4 选题意义及研究内容
• 第2章 试验材料的制备和分析方法
• 2.1 引言
• 2.2 试验材料的制备
• 2.2.1 合金成分
• 2.2.2 母合金的熔炼
• 2.3 粘度测试
• 2.3.1 粘度测试样品的制备和测试参数的设定
• 2.4 分析测试方法
• 2.4.1 Co-Fe-Si-B 合金熔体密度
• 2.4.2 润湿性测试
• 2.4.3 热分析
• 2.4.4 X-衍射分析
• 第3章 Co 基合金系熔体粘度的温度依从性
• 3.1 引言
• 3.2 Co-Fe-Si-B 合金熔体粘度
• 3.2.1 保温时间对Co-Fe-Si-B 合金熔体粘度的影响
• 3.2.2 Co-Fe-Si-B 合金升温和降温过程中粘度值差异
• 3.2.3 坩埚表面粗糙度对粘度值的影响
• 3.2.4 Co-Fe-Si-B 合金熔体的粘度随温度变化
• 3.3 Co-Fe-Si-B 合金系熔体粘滞性的研究
• 3.4 Co 基合金/Mo 铸型界面润湿行为
• 3.4.1 润湿角理论模型
• 3.4.2 Co-Fe-Si-B 合金熔体/Mo 铸型润湿过程分析
• 3.4.3 粘度与表面张力之间的关系
• 3.4.4 粘度对熔体抽拉过程的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 Nb 添加对合金熔体物性的影响
• 4.1 引言
• 4.2 相同过热度下Nb 添加合金熔体粘度变化规律
• 4.3 Nb 添加与熔体原子团簇尺寸和粘滞活化能的关系
• 4.4 合金熔体粘度与过热熔体脆性的关系
• 4.4.1 过热熔体脆性理论模型
• 4.4.2 Nb 添加对合金热稳定性的影响
• 4.4.3 Co-Fe-Si-B 合金的过热脆性
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢