二元Ni-Al合金中化学成分对其微结构的影响

论文摘要

本文以正电子湮没辐射Doppler展宽谱仪、正电子湮没寿命谱仪等为实验手段,研究了不同化学成分的二元Ni-Al合金的微观缺陷结构和成键电子密度;讨论了退火温度对合金微观缺陷和电阻率的影响。由于过渡元素Ni存在尚未配对的3d电子具有很好的局域性,当它与多价Al元素形成化合物时,Al原子提供价电子与Ni原子的3d电子形成了共价键。共价键电子的局域性好,使得Ni-Al合金基体中形成金属键的自由电子密度降低,合金中金属键与共价键共存。实验结果表明:Ni3Al合金中的自由电子密度比NiAl合金的高。在这两种合金中,共价键成分均随合金中Al含量的增加而增大。在Ni3Al系合金中,Ni75Al25合金的电阻率最低,缺陷的开空间最小;偏离该成分,电阻率升高,缺陷的开空间增大。在Ni3Al系合金中均存在着开空间大于单空位或位错的缺陷。在NiAl系合金样品中,Ni50Al50合金的电阻率最低,缺陷的开空间最小;偏离该成分,电阻率升高,缺陷的开空间增大。在NiAl系合金中存在着开空间较大的微孔洞。在Ni3Al系合金样品中,随着退火温度的升高,合金中的空位回复,空位浓度降低,合金电阻率随退火温度的升高而下降。但在B2-NiAl系合金中,由于合金中存在开空间较大的微孔洞,这些缺陷在退火温度低于1200℃时不易回复,合金电阻率随退火温度升高变化不大。正电子注入到Ni75Al25合金晶格后,它们的波函数被局域在L12结构中由6个Ni原子围成的八面体间隙中,并与Ni原子的电子发生湮没。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 金属间化合物理论及实验研究进展
• 1.2.1 键合与结构稳定性
• 1.2.2 晶体缺陷
• 1.2.3 实验研究方面
• 1.3 Ni-Al二元系合金
• 1.4 本文的研究目的及方法
• 第二章 正电子湮没技术与实验方法
• 2.1 概述
• 2.2 空位型缺陷对正电子的捕获
• 2.3 正电子寿命谱仪
• 2.4 正电子两态捕获模型
• 2.5 正电子寿命谱分析
• 2.6 正电子湮没率与电子密度
• 2.6.1 均匀电子气系统中的正电子湮没率
• 2.6.2 非均匀电子系统中的正电子湮没率
• 2.7 正电子湮没辐射Doppler展宽
• 3Al合金中的微观缺陷及其电性能研究'>第三章 不同化学成分Ni₃Al合金中的微观缺陷及其电性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 样品制备
• 3.2.2 正电子湮没Doppler展宽谱实验
• 3.2.3 正电子湮没寿命谱实验
• 3.2.4 退火温度对合金缺陷密度的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 不同化学成分NiAl合金中的微观缺陷及其电性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 样品制备
• 4.2.2 正电子湮没Doppler展宽谱实验
• 4.2.3 正电子湮没寿命谱实验
• 4.2.4 退火温度对合金缺陷密度的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间完成论文情况