Fe-Al-Si三元扩散偶中合金元素扩散行为的动力学计算

建立了Fe- 6.8%Al-1.0%Si/Fe和Fe-6.3%Al-0.9%Si/Fe两组扩散偶,分别对其进行1 050 ℃×3 h和1 000 ℃×64 h的退火处理,而后采用EPMA技术对合金元素在不同扩散偶中的成分分布进行测定;同时结合Fe-Al-Si体系的热力学与动力学性质,采用Thermo-Calc & DICTRA软件中的移动界面模型,对Fe、Al和Si元素随温度与时间的浓度变化情况进行了模拟计算,计算结果与实验测定的成分分布数据吻合得较好,从而验证了计算中所采用热力学与动力学参数的有效性,并可为模拟相关合金体系中相组成的演变行为提供计算依据.     

强磁场下Ni-Cu系原子的扩散行为

采用Cu/Ni/Cu扩散偶研究强磁场对Ni?Cu系原子扩散行为的影响。发现该扩散偶在有、无强磁场条件下退火处理时,Ni?Cu 系原子互扩散过程中的互扩散系数随着互扩散区内 Ni 原子摩尔分数的增加而增加,并且在强磁场条件下退火处理后,所有的互扩散系数均小于相应条件下无磁场处理时的互扩散系数。表明强磁场的施加延迟了Ni?Cu系原子的互扩散行为。分析指出,上述强磁场对原子扩散的延迟行为是通过降低互扩散过程中的频率因子而不是互扩散激活能来实现的。     

Co-Cr-Re三元体系FCC相的1373和1473 K扩散动力学研究

制备了8对Co-Cr-Re体系FCC相的扩散偶样品,采用电子探针X射线显微分析仪测量其成分-距离曲线,利用Whittle-Green方法获得互扩散系数。在评估并确定了该体系子二元系的原子移动性参数后,结合热力学数据库与互扩散系数试验数据,评估优化三元系的原子移动性参数。通过对比成分-距离曲线、扩散通道和主扩散系数的计算结果与试验数据,验证了Co-Cr-Re三元体系原子移动性参数的准确性。     

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-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。     

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.     

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。     

扩散偶实验研究Pd-M(M=Pt,Co,Ni)二元系的物相

以Pd-M(M=Pt,Co,Ni)体系为研究对象,概述了各二元体系相图的研究现状,采用扩散偶技术研究了700℃时Pd-M(M=Pt,Co,Ni)体系各元素的扩散行为及平衡物相.结果表明,700℃时Pd-Pt体系发生了调幅分解反应,生成了富Pd相和富Pt相;Pd-Co扩散偶形成了摩尔分数约Pd7.4Co92.6的合金;P...     

Ti-X-C(X=Si,Al)三元体系的元素机械合金化

采用Ti,Si,Al粉和石墨粉等元素作为主要原料,利用行星式球磨机,研究通过机械合金化法(MA)的反应球磨技术(RBM)活化烧结制备Ti3SiC2和Ti3A1C2粉末材料.通过X-射线衍射、扫描电镜等手段,分析研究了机械合金化过程中的元素组织结构变化和可能的机械化学反应.提出实验中机械合金化趋向于界面原子逐渐扩散的反应机制.     

Ti-X-C(X=Si,Al)三元体系的元素机械合金化

采用Ti,Si,Al粉和石墨粉等元素作为主要原料,利用行星式球磨机,研究通过机械合金化法(MA)的反应球磨技术(RBM)活化烧结制备Ti3SiC2和Ti3A1C2粉末材料.通过X-射线衍射、扫描电镜等手段,分析研究了机械合金化过程中的元素组织结构变化和可能的机械化学反应.提出实验中机械合金化趋向于界面原子逐渐扩散的反应机制.     

Ti-Ni-Cu三元扩散偶的界面研究

采用"铆钉法"制备了界面为曲面的Ti-Ni-Cu三元扩散偶,使用光镜和扫描电镜,结合电子探针微区元素分析技术,对扩散反应进行了分析.结果表明,Ti-Ni-Cu三元扩散偶在973 K反应200h,共生成了10个扩散溶解反应层,其中包括两个Ti-Ni二元金属间化合物(Ti2Ni,TiNi);3个Ti-Cu二元金属间化合物(TiCu,Ti3Cu4和TiCu4);5个Ti-Ni-Cu三元金属间化合物(TiNi2Cu,CuNi29Ti10,Cu3NiTi8,Cu12NiTi7,Ti50Ni32Cu18).     

Fe-C-Ta三元系相关系的实验测定与热力学计算

采用差热分析(DTA)测定了Fe-C-Ta三元系中Fe-XC-0.1Ta和Fe-XC-0.5Ta 2个垂直截面,并选取Fe-2.93C-0.1Ta和Fe-2.31C-0.5Ta 2种合金,对其相变过程进行了分析。利用CALPHAD方法,并结合实验数据对该体系的相关系进行了热力学优化。结果表明,计算结果与实验结果符合较好。该体系富铁角的液相面投影存在4个四相恒温反应:Liquid+bcc?fcc+Ta C,Liquid?bcc+Fe_2Ta+Ta C,Liquid?Fe_3C+Ta C+fcc,Liquid+Ta_2C?Ta C+Fe_2Ta,反应温度分别为1443.26、1413.90、1122.42及1508.64℃。Fe-XC-0.1Ta合金和Fe-XC-0.5Ta合金在726.6℃发生共析反应。     

Ni-Cr-Re三元系相图的试验测定和优化计算

采用平衡合金法制备了Ni-Cr-Re三元系合金试样,并用能谱仪测定了1 373和1 473 K的平衡相成分。结合前人的试验结果,运用CALPHAD方法,基于相平衡数据和第一性原理计算结果,优化了Ni-Cr-Re三元系1 373、1 425、1 473和1 573 K 4个等温截面,建立了合理自洽的Ni-Cr-Re三元系热力学数据库。     

Ti和Si在Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5大块金属玻璃中的原子扩散行为

采用二次离子质谱仪(SIMS)研究了Ti和Si原子在Zr55Cu30Al10Ni5大块金属玻璃(BMG)中的扩散行为,发现在玻璃转变温度Tg上下,其扩散系数的温度关系均分别符合同一Arrhenius关系式,表明玻璃转变并未引起扩散机制的变化。而且小原子Si比大原子Ti的扩散系数高约0.5～1个数量级,但其扩散激活能Q却相差不多,这是由于Si原子虽然原子半径较小,但它作为非金属元素与基材中的金属原子结合力较强,从而使得扩散激活能也较大。     

Al/Sn二元扩散偶相界面扩散溶解层的形成机理

采用层片式扩散偶制备技术制备Al/Sn扩散偶,在不同热压温度条件下进行热处理,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、XRD衍射仪等研究Al/Sn扩散偶扩散溶解层的形貌特征与形成机理。结果表明:在0.5 MPa和230℃烧结条件下,Sn元素优先沿Al晶界扩散,然后沿其表面扩散;随着扩散时间的延长,Al与Sn元素间扩散和溶解程度增大,界面区无新物相生成,最终形成由Al和Sn的离异合金组织组成的界面过渡层且呈锯齿状形态分布;Al/Sn界面冶金结合是Al和Sn固相扩散、溶解与结晶共同作用的结果。     

Co-Nb-W三元系相图的热力学计算

基于Co-Nb-W三元体系的相平衡和热力学的实验信息,采用Calphad方法修改了Co-W二元体系的部分相模型,以评估Co-Nb-W三元体系1273、1373、1473 K的等温截面相图。Co-Nb-W三元体系热力学评估过程中,αCo和BCC相采用溶体相模型; λ、χ、Co3Nb相采用双亚点阵模型;Co7W6、Co7Nb6相描述在同一四亚点阵模型 (Co, Nb)1(Co, Nb, W)2(Co, Nb, W)4(Co)6中。结果表明,计算所得相图较好的符合实验数据。     

Ti-Ni合金界面扩散层厚度与温度的关系

采用"铆钉法"制备了Ti-Ni扩散偶,即将预处理后的镍丝嵌入到块状钛基体中,制备包含"准相界面"的样品。观察在500～700℃真空烧结时钛镍界面的扩散情况,总结了烧结温度对扩散层厚度的影响。研究表明,扩散层的厚度随烧结温度的升高而增厚,且温度与厚度满足指数变化关系。     

静压下扩散反应形成块状Al-Fe(Mo,Si,B)纳米合金

在静压３ＧＰａ，５７０－８５０℃下、对熔融Ａｌ与固态非晶（Ｆｅ０．９９，Ｍｏ０．０１）７８Ｓｉ９Ｂ１３进行界面扩散反应，于８００－８３０℃：加热２０ｍｉｎ。制备出单相Ａｌ－Ｆｅ（Ｍｏ，Ｓｉ，Ｂ）纳米合金块，其晶体结构属正交晶系，平均晶粒度为２２ｎｍ。具有较好的热稳定性，ＨＶ为６．９ＧＰａ．     

Ni-Mo-Re三元系1473K等温截面的研究

采用三元扩散偶技术测定了Ni-Mo-Re三元系1473 K的等温截面,借助电子探针微区成分分析方法分析了Ni-Mo-Re三元扩散偶的相区成分,并对其相关系进行了研究.Ni-Mo-Re三元扩散偶在1473 K时存在3个二元中间化合物:X,σ和NiMo,在此温度的扩散偶中未发现三元中间化合物.经分析,Ni-Mo-Re三元系在1473K存在4个三相区:Re Ni X;Ni NiMo σ;σ X Ni;σ Mo NiMo.     

Nb-Ti-Co三元系1173K等温截面的研究

采用三元扩散偶技术测定了Nb—Ti-Co三元系富Co，Ti区域在1173K的等温截面，借助电子探针微区成分分析方法测定了Nb-Ti-Co三元扩散偶的相区成分，并对其相关系进行了研究。测得Nb-Ti-Co三元扩散偶富Co，Ti区域在1173K时存在6个二元中间化合物：NbCo3，NbCo2，TiCo3，TiCo2，TiCo和Ti2Co；Nb和Ti形成连续固溶体；在此温度的扩散偶中不形成三元中间化合物。经分析，Nb-Ti—Co三元系在1173K存在6个三相区：（Co）＋TiCo3＋NbCo3，NbCo3＋TiCo3＋NbCo2，NbCo2＋TiCo3＋TiCo2，TiCo2＋NbCo2＋TiCo，NbCo2＋TiCo＋Ti2Co和NbCo2＋Ti2Co＋（Nb，Ti）。