铜锗包晶合金深过冷熔体中的相选择研究

论文摘要

深过冷状态下包晶合金的相选择具有非常重要的意义,因为它不但有助于人们认识非平衡凝固过程,而且还有很重要的工业应用价值。深过冷状态下,许多重要材料都会涉及到相选择,比如坡莫合金、不锈钢、稀土永磁材料和稀土氧化物高温超导材料等。然而,人们对包晶合金中相选择的规律和机理还没有清晰和统一的认识,因此需要深入研究。本文以铜锗包晶合金（Cu-14.8%Ge）和过包晶合金（Cu-18%Ge）为模型合金,采用电磁悬浮技术进行了深过冷快速凝固和相选择研究,并与玻璃基底悬淬、铜基底悬淬和落管实验结果进行对比,考察了过冷度与冷速对深过冷熔体中相选择规律的影响。在电磁悬浮实验中,‘包晶成分合金获得了157K-244K的过冷度,过包晶成分合金获得了124K-241K的过冷度,、初生相均为α-Cu。在玻璃基底悬淬实验中,包晶成分合金获得了32K-174K的过冷度,初生相为α-Cu；过包晶成分合金获得了179K～294K的过冷度,当过冷度超过280K后初生相为包晶相ζ-Cu5Ge。在铜基底悬淬实验中,两种成分合金中的包晶相ζ-Cu5Ge均可以初生相的形式析出。在落管实验中,所有包晶成分合金和大多数过包晶成分合金中的初生相为α-Cu,只有在少数的过包晶成分合金中,包晶相ζ-Cu5Ge以初生相的形式析出。上述结果表明,铜锗包晶合金熔体中的包晶相以初生相形式析出很困难。但是,只要过冷度足够大（>280K）,即使是低冷速下包晶相ξ-Cu5Ge也能成为初生相。深过冷状态铜锗包晶合金熔体中发生相选择时,过冷度是决定性因素,冷速是诱导性因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 包晶反应及包晶合金
• 1.2 包晶合金的凝固过程
• 1.2.1 液-固包晶反应阶段
• 1.2.2 固-固包晶转变阶段
• 1.2.3 包晶相直接凝固阶段
• 1.3 快速凝固技术
• 1.3.1 急冷快速凝固技术
• 1.3.2 深过冷快速凝固技术
• 1.4 包晶合金中的相选择
• 1.4.1 相选择
• 1.4.2 包晶合金相选择研究现状
• 1.5 选题依据和研究内容
• 第二章 实验材料、设备与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.2.1 真空非自耗电弧熔炼装置
• 2.2.2 电磁悬浮装置
• 2.2.3 落管实验装置
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 母合金的制备
• 2.3.2 电磁悬浮实验
• 2.3.3 悬淬实验
• 2.3.4 落管实验
• 2.3.5 显微组织分析
• 第三章 温度校准
• 3.1 温度测量的基本概念
• 3.2 主要测温方式
• 3.2.1 接触式测温
• 3.2.2 非接触式测温
• 3.3 红外辐射与红外仪测温原理
• 3.4 发射率与过冷度的校准
• 3.4.1 电磁悬浮时的发射率
• 3.4.2 玻璃基底悬淬时的发射率
• 3.4.3 过冷度
• 第四章 电磁悬浮快速凝固
• 4.1 包晶合金快速凝固
• 4.2 过包晶合金快速凝固
• 4.3 本章小结
• 第五章 悬淬快速凝固
• 5.1 玻璃基底悬淬快速凝固
• 5.1.1 包晶合金快速凝固
• 5.1.2 过包晶合金快速凝固
• 5.2 铜基底悬淬快速凝固
• 5.3 本章小结
• 第六章 落管快速凝固
• 6.1 落管的深过冷和微重力
• 6.2 包晶合金快速凝固
• 6.3 过包晶合金快速凝固
• 6.4 过冷度、冷速对相选择的作用
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢