定向凝固速率对Cu-7．9％Co包晶合金凝固组织的影响

对Cu-7．9％Co包晶合金不同定向凝固速率下的凝固组织进行了研究。结果表明：在定向凝固速率1μm／s～100μm／s下，随凝固速率的提高，初生α-Co相体积分数减少，使形态从定向生长的枝晶转变为等轴枝晶，相应地β-Cu包晶相的生长界面形态由平界面转变为枝状界面。利用最高界面生长温度假设，计算得到了凝固速率在0．55μm／s～5000μm／s范围内α-Co相领先于β-Cu相生长，与实验结果较为吻合；并当凝固速率大于5000μm／s时，β-Cu相的凝固界面生长温度高于α-Co而成为领先相，可以不通过包晶反应直接从熔体中凝固析出。     

定向生长Bi2Te3-Sb2Te3三元合金热电材料的组织与性能

利用Bridgman定向凝固法,在大凝固速率范围内5～1000μm/s制备出Bi2Te3-Sb2Te3三元合金块体热电材料,并对其凝固组织和不同凝固速率下合金的热电性能进行研究。结果表明:高温度梯度和大凝固速率范围内制备的25%Bi2Te3-75%Sb2Te3合金定向凝固组织由Bi0.5Sb1.5Te3单相组织组成;在较低凝固速率5μm/s下,熔体生长平界面失稳形成胞状组织,而随定向凝固速率的增加,胞状组织减少,组织细化。不同定向凝固速率下25%Bi2Te3-75%Sb2Te3合金的Seebeck系数和电阻率随着凝固速率的增加而增大。50μm/s下300～450K范围内获得功率因子(PF)在4.6×10-3～5.01×10-3W/(K2.m),并在350K时PF值达到最大值5.01×10-3W/(K2.m);而在高凝固速率500μm/s下,其功率因子也可达4.5×10-3W/(K2.m),表明高温度梯度和大凝固速率制备热电材料是一种有效的制备工艺方法。     

Cu-55Sn亚包晶合金的定向凝固组织研究

考察了定向凝固速率在0．5～100μm／s范围内的Cu-55Sn亚包晶合金凝固组织及凝固速率对微观组织形态、界面温度及相含量的影响。结果表明，定向凝固组织由初生ε相、包晶η相和共晶体（η＋sn）组成。定向凝固速率在0．5～1．0μm／s范围内时，初生相连为一体，包晶相呈块状嵌于初生相内；当凝固速度大于5μm／s，组织为常见的包晶η相包裹ε相的板条状，其中ε相为领先相，不能形成ε相和η相等温界面的耦合生长，与最高界面生长温度假设的分析相一致。定向凝固过程中包晶转变不明显，包晶η相大部分由液相直接凝固而成，并且随冷却速度增大，凝固时间减少，包晶相含量先增后减，在10μm／s附近出现极值。     

Nd-Fe-B包晶合金高梯度定向凝固试验研究

在定向凝固试验中,采用全熔和区熔两种加热方式分别获得了180 K/cm和250～360 k/cm的温度梯度,在5～500μm/s的抽拉速率范围内对过包晶Nd13.5Fe79.75 B6.75合金进行了定向凝固试验,考察了温度梯度和抽拉速率对此合金凝固组织及相含量的影响.结果表明,合金的凝固组织包含初生a-Fe枝晶、包晶Nd2Fe14B相及少量的富Nd相.随着抽拉速率的增加,包晶相含量先增加后减少;而在同一抽拉速率下,提高温度梯度可增加铁磁性Nd2Fe14B相的含量.当抽拉速率为50 μm/s时,区熔试样中(G=300 K/cm)Nd2Fe14B相的含量可达约90%,而相同速率下全熔试样(G=180 K/cm)中其含量约为60%.     

定向凝固过共晶合金Al-Al_2Cu的组织演化及取向分析

采用恒速及跃迁减速定向凝固方法制备了Al-40%Cu(质量分数)过共晶合金,对金属间化合物初生Al2Cu相的组织及取向演化进行了研究.结果表明,当定向凝固速率恒定为10μm/s,抽拉100 mm时,合金成分随着凝固距离的增大而减小,初生Al2Cu相枝晶由规则棱面V型转变为非棱面形貌,在抽拉距离80 mm附近消失,其生长方向由[110]方向转变为(121)晶面的法线方向;当定向凝固速率由10μm/s跃迁减速至2μm/s时,合金成分在变速界面后随着凝固距离的增大先增大后减少,初生Al2Cu相枝晶由规则棱面V型变为非棱面长条状形貌而后消失,其体积分数先增大后减少,Al2Cu相的生长方向由[110]方向转变为平行于热流方向的[001]方向.定向凝固恒速与跃迁变速下初生Al2Cu相枝晶生长机制存在异同,凝固工艺参数成为影响枝晶最终组织形态和生长方向的主要因素.     

包晶Nd-Fe-B合金定向凝固与形核有关的组织选择

对Nd_(14)Fe_(79)B_7合金进行了定向凝固试验与形核有关的凝固组织形成研究.发现凝固速率为200和500μm/s试样中局部区域有粗大等轴Fe枝晶形成;并且在凝固速率500 μm/s的试样中存在α-Fe枝晶与Nd_2Fe_(14)B枝晶交替生长的带状组织.分析表明,当凝固速率为200μm/s时,定向生长的Fe枝晶界面前沿液相中的温度分布相对于γ-Fe平衡液相线是过冷的;当凝固速率为500μm/s时,Fe枝晶生长界面前沿相对于γ-Fe和Nd_2Fe_(14)B平衡液相线均会产生过冷.理论分析可以解释定向凝固试样中等轴晶和枝晶带状组织的形成.     

低速包晶反应三相区重熔与凝固界面的稳定性(英文)

通过定向凝固实验,研究Cu-Ge合金中的包晶反应过程。大的包晶反应三相区被用于研究包晶反应期间三相区界面的稳定性。在不同的生长条件和成分下,三相区呈现不同的生长形态。在Cu-13.5%Ge亚包晶合金中,随着抽拉速率从2μm/s提高到5μm/s,观察到了包晶相界面的失稳现象,而此时初生相的熔化界面相对稳定。但在Cu-15.6%Ge过包晶合金中,当抽拉速率达到5μm/s时,初生相重熔界面呈现非平面形态。基于成分过冷理论,分析初生相重熔界面和包晶相凝固界面的形态稳定性。     

生长速率对Al-Zn-Mg合金显微组织和溶质分布的影响（英文）

定向凝固制备Al-5.3%Zn-5.3%Mg合金,在生长速率为4~500μm/s、温度梯度为25 K/cm的条件下,采用改进的晶体生长Bridgman技术研究该合金的形貌转变和溶质分布。结果表明,在生长速率为6.5~9.5μm/s的条件下,产生了晶胞。在速率下限时,界面前沿向晶胞组织转变,而在速率上限时晶胞组织转变为柱状枝晶。在30~500μm/s速率下凝固的合金,其微观组织主要由柱状枝晶组成,然而在大于500μm/s速率下凝固的合金,其微观组织为等轴晶。多元合金枝晶凝固的溶质分布实验结果与Rappaz和Boettinger模型预测的相吻合。根据溶质分布结果,可以得到τ相的沉淀分数,采用τ相作为铝牺牲阳极能提高合金的电化学性能。     

抽拉速率对定向凝固Ni-45Ti-5Al合金微观组织的影响

采用Bridgman型液态金属冷却定向凝固方法,研究Ni-45Ti-5Al(摩尔分数,%)合金在不同抽拉速率(20、100和200μm/s)下定向凝固后的相组成及其形态特征。结果表明:Ni-45Ti-5Al合金定向凝固生长区呈现明显的柱状晶生长形态,定向效果良好,NiTi基体以[100]方向为择优取向,Ti2Ni析出相沿[111]晶向择优生长。随着抽拉速率的提高,Ti2Ni相更加细小、分散,由在胞晶界上几乎连续分布改变为断续分布。在20～200μm/s的宽生长速率范围内,均以胞状晶形态生长,固/液界面形态没有发生显著变化;随着抽拉速率从20μm/s增加到200μm/s,定向胞晶组织明显细化,平均胞晶间距由85μm减小到25μm。     

定向凝固Al-4.5%Cu合金枝晶组织与抽拉速率的关系

用自制下拉式定向凝固设备,在一定的温度梯度下,在20-220μm/s的抽拉速率范围制备定向凝固Al-4.5%Cu合金,并对其微观组织、特别是一次枝晶间距随抽拉速率的变化规律进行研究。结果表明：定向凝固微观组织随抽拉速率的增大呈细化趋势,其一次枝晶间距减小;当抽拉速率小于100μm/s时,枝晶间距随抽拉速率而减小的幅度较大;当抽拉速率大于100μm/s时,枝晶间距减小幅度较为平缓。在综合分析抽拉速率、界面生长速率、温度梯度等影响因素的基础上,推导出界面局域平衡条件下预测定向凝固次枝晶间距的理论模型,该模型能够较为准确地反映定向凝固一次枝晶间距随抽拉速率在100-220μm/s范围的变化规律,为定向凝固工艺获得特定组织而预先选配合适的工艺参数提供理论参考。     

定向凝固法制备YBC超导体的若干材料学问题

讨论了定向凝固法制备YBCO超导体涉及的包晶转变与包晶反应，成分过冷，扩散控制生长模型，界面效应及定向凝固YBCO生长晶体学等问题。     

含包晶体二元金属熔体的作用浓度计算模型

根据相图中出现包晶体、混合自由能和过剩自由能显负值等，分别对ＡｇＩｎ，ＡｕＢｉ和ＡｕＰｂ金属熔体制定了作用浓度计算模型。计算结果与实测值符合，从而证明计算模型可以反映相应金属熔体的结构本质，并证明大多数包晶体仍可存在于熔体中。     

定向凝固包晶合金带状组织的形成机制及相选择Ⅰ.带状组织的形成机制

对定向凝固包晶合金在不同生长条件下,初生相和包晶相分别作为单相和充分形核相以低速平界面生长时,从初始到稳态的整个过渡区间,两相在界面及界面前沿液相中的溶质分布进行了分析,利用充分形核假设和成分过冷准则以及相稳定生长的最高界面温度判据,分析了初始过渡区内可能发生的第二相形核转变,确定了形成带状组织的成分条件,考虑到相生长的历史相关性,将带状组织区分为周期性带状组织区和单一带状组织区,更能够对实验现象进行合理的解释,对Ti-Al合金的计算结果与理论分析一致。     

高温超导YBCO的定向凝固

讨论了YBCO高温超导体定向凝固中所涉及的包晶反应、界面稳定性及其形态控制、凝固取向和晶向控制等问题。并提出了定向凝固中应该注意的问题。     

定向凝固包晶合金带状组织的形成机制及相选择Ⅱ.相选择

利用充分形核假设和成分过冷准则以及相稳定生长的最高界面温度判据,对包晶合金低速平界面凝固前沿尚未确立稳态成分分布的情况进行了分析,并考虑到相生长的历史相关性,建立了从初始到稳态的整个过渡区间,随凝固距离变化的相选择模型,与Hunziker模型相比,更清楚地分析了整个凝固过程中发生的相和组织形态的转变,对实验现象进行了更合理的解释,对Ti-Al合金相选择图的计算结果与理论分析一致。     

Microstructure refinement of Sn-Sb Peritectic alloy by power ultrasonic

Sn-Sb peritectic alloy was treated with 400 W, 600 W and 800 W ultrasonic, respectively, to study the effect of power ultrasonic on solidification microstructure. Results show that power ultrasonic can refine α phase and β phase of the alloy, as well as eliminate gravitational segregation. Moreover, 600 W ultrasonic demonstrated the best refining effect, not only homogenous and fine solidification microstructure can be obtained, the cubical β phase crystals can also be spheroidized.     

Ni25Al75合金快速凝固过程中的包晶反应与凝固进程

用平面流铸技术制备了Ni25Al75合金条带，利用XRD，TEM和EDS对快速凝固后的显微组织和微区成分进行了分析。研究表明，Ni—A1合金快速凝固过程中的包晶反应受到了很大程度的抑制，从而影响到快速凝固进程，造成最终相组成中出现了平衡条件下不可能出现的α(A1)，并使NiAl3相有效合金浓度和生长速度增加，导致最终相组成中NiAl3相质量分数增加。     

NEW METHODS FOR CALCULATING ACTIVITIES OF COMPONENTS FROM PHASE DIAGRAMS IN BINARY PERITECTIC SYSTEMS

ＮＥＷＭＥＴＨＯＤＳＦＯＲＣＡＬＣＵＬＡＴＩＮＧＡＣＴＩＶＩＴＩＥＳＯＦＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＦＲＯＭＰＨＡＳＥＤＩＡＧＲＡＭＳＩＮＢＩＮＡＲＹＰＥＲＩＴＥＣＴＩＣＳＹＳＴＥＭＳ①ＺｈａｎｇＹｏｎｇｊｕｎＨｕｎａｎＳｕｐｅｒｉｏｒＴｅｃｈＭａｔｅｒｉ...     

包晶合金的定向凝固与生长

综述了包晶合金定向凝固中包晶相的形核与生长机制，讨论了利用最高界面生长温度假设以及成分过冷和充分形核判据下包晶合金的微观组织与相选择规律，对包晶相的3种生长机制进行了分析，并在Sn-Cu包晶合金定向凝固实验中发现其包晶反应不仅存在于凝固界面处，在后续冷却过程中也能进行，最后针对国内外包晶合金定向凝固研究的现状，提出了其需要进一步研究的问题。     

定向凝固包晶相变微观组织演化的相场方法研究Ⅱ.形核控制的微观组织模拟

采用包晶相变相场模型分别模拟了高G／vp定向凝固Ti—Al合金在小直径试样的连续形核和大直径试样的多重形核情况下，包晶两相微观组织演化．模拟结果表明，对于小直径试样，减小试样尺寸或减小包晶相形核过冷度倾向于形成岛屿带状组织；而对于大直径试样，包晶相所占体积分数以及形核率的不同将导致形成离散带状、岛屿带状和耦合生长组织．