Ti-Mo二元合金在β相区的互扩散行为

将Ti-Mo纯金属组成扩散偶,在950～1 050℃间研究Ti-Mo二元合金在β相区的互扩散行为.利用电子探针(EPMA)测定Ti-Mo扩散偶在扩散区中Mo元素浓度,建立浓度变化曲线,根据浓度曲线用Den Broeder方法计算该扩散偶在β相区的互扩散系数,用Hall方法计算富Mo侧和富Ti侧的互扩散系数.结果表明:互扩散系数与浓度之间存在较强烈的依赖关系;杂质扩散系数可通过Vignes-Birchenall公式获得,并与Hall方法获得的结果进行比较,这两种方法得到的结果比较接近:采用Arrhenius方程获得不同浓度下的扩散激活能和频率因子,二者的峰值均出现在Mo摩尔浓度约为35%处.     

Ti-Zr二元体系BCC相扩散移动性的评估

在丰富实验数据的基础上,结合相关的热力学参数,评估并获得Ti-Zr二元体系BCC相中的扩散移动性数据库.通过扩散移动性数据库计算的扩散系数与实验数据取得很好的一致性.基于Calphad技术,在所获得的扩散移动性数据库的基础上,结合相关的热力学描述,成功地模拟Ti-Zr二元体系半无限扩散偶浓度曲线和Kirkendall面的移动,并计算点阵面的移动距离.     

实用型数值回归法在三元铝合金互扩散系数计算中的应用

制备了bcc结构Al-Fe-Mn和fcc结构Al-Cu-Ni三元铝合金单相固态半无限长和有限长(或薄膜型)扩散偶,通过EPMA测得相应成分-距离曲线,并采用实用型数值回归法计算了相应合金体系1273 K时随成分变化的互扩散系数,所得结果均满足热力学稳定条件.基于所测得互扩散系数及Fick第二定律,重现了实验测定的成分-距离曲线,证实了所获得互扩散系数的可靠性.进一步分析结果表明,该实用型数值回归法不仅可以高效准确地计算单相三元扩散偶随成分变化的互扩散系数,还能很好地解决传统方法不能处理的情况,如扩散通道上无交点的扩散偶和有限长(或薄膜型)扩散偶等.     

Co-Cr-V三元系富Co侧fcc相的互扩散及原子迁移率参数研究

本研究制备了一系列Co-Cr-V合金,在1200℃下扩散处理259200 s。利用EPMA技术测定了各扩散偶的浓度-距离曲线,并根据测得的浓度-距离曲线用Whittle and Green方法计算了Co-Cr-V三元系在1200℃下的互扩散系数。基于本研究的实验数据和文献报道的热力学信息和相关子二元系的动力学参数,利用DICTRA软件优化得到Co-Cr-V体系fcc相的扩散迁移率参数。运用优化得到的原子迁移率参数计算互扩散系数,并与实验数据比对,取得较好的一致性,从而验证了所得迁移率参数的可靠性。同时运用该迁移率参数计算了各扩散偶的浓度-距离曲线和扩散路径,计算结果与实验数据均符合良好,进一步验证了参数的合理性和准确性。     

溶质相互作用对Al-3Cu-1Mg合金枝晶组织的影响

应用三维元胞自动机模型模拟了Al-3Cu-1Mg合金的树枝晶组织,研究了溶质互扩散对枝晶组织的影响。采用两种方式处理溶质扩散系数:(1)溶质扩散系数与溶质成分和温度有关,不考虑溶质互扩散系数;(2)耦合计算溶质扩散矩阵,即考虑溶质互扩散的影响。结果表明,枝晶尖端选择参数比边缘稳定性理论给出的值小。由于Al-Cu-Mg体系中两种合金元素的相互吸引作用,在溶质互扩散时,枝晶尖端生长速度较小,而尖端半径较大。     

Ni-Nb-Ti三元系富Ni侧fcc相的互扩散及原子迁移率参数研究

本研究利用EPMA技术测定了Ni-Nb-Ti三元系富Ni侧合金在1000℃下的扩散数据,并使用Whittle and Green方法计算了Ni-Nb-Ti三元系在1000℃下的互扩散系数。通过DICTRA软件优化得到Ni-Nb-Ti三元系的fcc相的原子迁移率参数,运用优化得到的的原子迁移率计算出的互扩散系数与实验数据具有较好的一致性,从而验证了所得的原子迁移率参数的可靠性。同时通过运用迁移率参数拟合各扩散偶的的浓度-距离曲线和扩散路径,进一步验证了参数的合理性。     

Ni-Cr-W三元系富Ni侧fcc相的互扩散及原子迁移率参数研究

利用电子探针微量分析与Whittle-Green方法确定了在1200℃下退火72 h的Ni-Cr-W三元合金体系的互扩散系数。通过DICTRA软件包对实验互扩散系数进行评估以确定原子迁移率。通过全面分析比较模型预测的扩散特性和实验数据的良好一致性验证了原子迁移率的合理性。Ni-Cr-W三元体系中的扩散现象,如扩散路径和浓度-距离曲线可以通过获得的原子迁移率合理地描述,进一步证明了本研究所获得的原子迁移率参数的可靠性。     

Ni-Cr-W三元系富Ni侧fcc相的互扩散及原子迁移率研究（英文）

利用电子探针微量分析与Whittle-Green方法确定了在1200℃下退火72 h的Ni-Cr-W三元合金体系的互扩散系数。通过DICTRA软件包对实验互扩散系数进行评估以确定原子迁移率。通过全面分析比较模型预测的扩散特性和实验数据的良好一致性验证了原子迁移率的合理性。Ni-Cr-W三元体系中的扩散现象,如扩散路径和浓度-距离曲线可以通过获得的原子迁移率合理地描述,进一步证明了本研究所获得的原子迁移率参数的可靠性。     

La在液态Al—Si合金中的扩散研究

本文用阳极溶解计时电位法,对稀土金属La在液态Al-Si合金中的扩散系数进行了测定。结果表明,973K,La浓度18.0×10~(-4)mol·cm~(-3)时,La在Al-5.2wt-％Si合金液中的扩散系数平均值DLa(Al-SI)=(0.91±0.01)×10~(-5)cm~2·S~(-1)。在953-1053K温度范围内,求得La在合金液中的扩散系数与温度间存在下列关系: lgDLa(Al-SI)=-1.78×10~(-3)-4909/T同时求得扩散激活能Q=94.00kJ·mol~(-1)。为了便于分析比较,对Sr在某些条件下的扩散系数也进行了测试。通过La,Sr扩散数据的比较,分析了变质元素的扩散对变质过程中出现的潜伏期,临界冷却速度等问题的影响。     

1600 ℃下Mo合金-W涂层的互扩散行为研究

对W涂层和Mo合金在1600℃下的互扩散行为进行了研究,单晶样品长期(最长5000 h)高温退火后仍然保持单晶形貌,多晶材料W晶界多垂直于Mo表面方向。由线扫描结果:W向Mo基体的扩散深度大于Mo向W涂层的扩散深度。根据电子探针数据使用Den Broeder方法对Mo-W的互扩散系数进行了计算,1600℃时Mo-W的互扩散系数在10-15~10-16 cm2/s量级,且lnD与yW成线性关系,斜率为–1.82。     

SPS烧结W-10Ti合金的组织和性能

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了W-10Ti合金。通过扫描电镜和能谱分析了合金的微观组织,利用Den Broeder方法计算了合金的互扩散系数,测试了合金的密度和显微硬度,并与真空烧结的合金进行了对比。结果表明:与真空烧结相比,SPS烧结的合金组织均匀,富钛相少且细小,W在富钛相中的固溶度和Ti在富钨相中的固溶度都有所增加,且Ti在富钨相中的固溶度增加得更多。W-Ti合金的互扩散系数与W的摩尔浓度有一定的依赖关系,随着W摩尔浓度的升高呈先减小后增大趋势,SPS烧结的合金互扩散系数比真空烧结高出2个数量级。SPS法制备的W-Ti合金相对密度为96.1%,显微硬度HV0.05为5.21 GPa。     

Fe/Si合金的高温互扩散行为研究

利用化学气相沉积(CVD)技术制备6.5%Si钢时,Fe/Si合金互扩散行为对于工业化生产时控制硅的扩散起着至关重要的作用。采用CVD技术,通过控制扩散温度的变化,制备了一系列硅含量3.1%和14.3%的Fe/Si合金扩散偶。利用扫描电子显微镜观测了Fe/Si合金的互扩散结果,获得了不同扩散温度下的硅含量分布曲线,并结合Boltzmann-Matano法及Grank修正法进行处理。研究表明:随着扩散温度的升高,硅的扩散距离也随之增大;在1 000~1 200℃温度范围内,Fe/Si合金的互扩散系数随硅含量的增大而增大,其范围在(0.43~16.8)×10-12m2/s,且Fe/Si合金的互扩散行为遵循Arrhenius经验公式;进一步计算得到Fe/Si合金互扩散的激活能和频率因子,范围分别在48.88~55.12 kcal/mol及1.57~2.55 cm2/s之间,并随着硅含量的增大而增大。     

Fe-Mn-Si三元系在1000℃α(δ)相的扩散系数

本工作是测量1000℃下Fe-Mn-Si三元系组元在α(δ)相的扩散系数。不同成分的合金组成扩散偶在1000℃扩散后,测量Mn和Si的成分分布曲线。根据成分分布曲线用Boltzmann-Matano方法求解得出18个成分的扩散系数。结果表明,主扩散系数D_(MnMN)~(Fe)和D_(SiSi)~(Fe)的数值接近,约为10~(-9)cm~2s~(-1)数量级;交叉扩散系数D_(MnSi)~(Fe)和D_(SiMn)~(Fe)的数值比主扩散系数小一个数量级。D_(SiSi)~(Fe)随Si和Mn的成分增加略有增加;Mn的成分对D_(MnMn)~(Fe)的数值影响不大,但随Si的成分增加而增加。     

DIFFUSION COEFFICIENTS IN α(δ)-PHASE OF Fe-Mn-Si TERNARY SYSTEM AT 1000℃

本工作是测量1000℃下Fe-Mn-Si三元系组元在α(δ)相的扩散系数。不同成分的合金组成扩散偶在1000℃扩散后,测量Mn和Si的成分分布曲线。根据成分分布曲线用Boltzmann-Matano方法求解得出18个成分的扩散系数。结果表明,主扩散系数D_(MnMN)~(Fe)和D_(SiSi)~(Fe)的数值接近,约为10~(-9)cm~2s~(-1)数量级;交叉扩散系数D_(MnSi)~(Fe)和D_(SiMn)~(Fe)的数值比主扩散系数小一个数量级。D_(SiSi)~(Fe)随Si和Mn的成分增加略有增加;Mn的成分对D_(MnMn)~(Fe)的数值影响不大,但随Si的成分增加而增加。     

用改良静滴法测量液态Ni-W二元合金的密度

为了给研究合金在凝固过程中发生收缩、迁移现象和偏析提供科学依据,我们用改良静滴法对钨浓度为0到15%的液态Ni-W二元合金的密度进行了测量.结果表明Ni-W二元合金的液态密度随温度的增加而减少,但随合金中钨浓度的增加而增加;液态Ni-W二元合金的摩尔体积随温度和合金中钨浓度的增加而增加.金属钨在Ni-W二元合金中的偏摩尔体积约为(10.80-1.35×10-3T)×10-6m3·mol-1.     

Calculation Of Interdiffusion Coefficients Of Ni And Alatoms In Β--Nial Phase As Aluminide Coatings

通过纯Ni和K465合金表面渗Al涂层中Al原子浓度分布曲线的分析，考虑到K465合金复杂的化学成分和显微组织，基于一定的假设，推导出Wagner修正式，并分别计算了850，950和1050℃纯Ni和K465合金表面渗Al涂层中β-NiAl相Ni，Al互扩散系数。计算结果表明：K465合金表面渗Al层中β-NiAl相Ni，Al互扩散系数明显小于纯Ni表面渗Al涂层中β-NiAl相Ni，Al互扩散系数；与化学计量比β-NiAl相相似，K465合金表面渗Al中β-NiAl相Ni，Al互扩散系数与Al原子浓度有很大的相关性。简要分析了合金元素和析出相对渗Al涂层中β-NiAl相Al，Ni互扩散系数的影响。     

Ir／Mo互扩散研究

研究了Ir/Re喷管制备过程中的Ir/Mo互扩散问题。在电子探针测量的基础上,根据扩散理论和Ir-Mo相图数据,建立并推导Ir/Mo扩散模型和解。计算得到Ir3Mo相中的互扩散系数为:D=9.0×10-9exp(-1.46eV/kT)(cm2/s),Ir基固溶体中的互扩散系数为:D=5.0×10-10exp(-1.1eV/kT)(cm2/s)。确定喷管中Ir/Mo互扩散的特点,给出估算Ir3Mo相层厚的方法。确定Re在Ir3Mo相中的扩散主要是受Ir控制。     

Al原子在Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5大块金属玻璃中的扩散

采用二次离子质谱仪(SIMS)离子剥落方式结合台阶仪研究了Al原子在Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5大块金属玻璃(BMG)和晶态合金中的扩散行为。结果表明:在300～390℃,Al原子在金属玻璃中的扩散系数位于3.691×10-21～1.063-16×10-20m2.s-1;在晶态合金中的扩散系数位于2.038×10-16～5.674×10-16m2.s-1,其扩散系数和温度的关系符合单一的Arrhenius关系式。Al原子在Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5BMG以原子团整体输运的方式扩散,在晶态合金中以空位和间隙扩散为主。     

Mo-Ta难熔系的扩散

Mo-Ta难熔系仍是发动机和航天技术高温应用的良好候选材料。直到熔点，该系一直为稳定的β体心立方固溶体。对该系的研究，尤其是扩散方面的研究很少报道。对体心立方金属中的扩散反常现象应考虑2种机制的共同作用。法国学者研究了Mo-Ta难熔系在 1500℃~ 1900℃之间的互扩散和杂质扩散。互扩散系数分别用den Broeder和Hall法计算，杂质扩散系数用Vigens和Birchenall法确定。将这些系数与Hall法的结果和文献数据比较以便阐明更大温度范围(1500℃~2220℃)内的扩散行为。 采用扩散偶法研究扩散。用机械方法使经金相抛光的2块纯金属片接触，…     

基于Sauer-Freise方法的Co-Mn体系fcc相互扩散系数的研究

为了测定Co-Mn二元系fcc相的互扩散系数,实验制备了Co/Co-20at%Mn、Co/Co-32at%Mn和Co/Co-40at%Mn三种扩散偶,分别置于不同温度和时间条件下进行扩散,并采用电子探针显微成分分析(EPMA)得到扩散微区的成分浓度曲线,运用Sauer-Freise方法进而拟合得到互扩散系数。研究表明:本实验得到的扩散系数与日本学者Iijima的实验结果基本一致,但在950℃及1100℃温度下,当Mn含量高于20at%时,两者数据相差较大,故在高Mn区仍需补充扩散实验。