温度对Cu—Zn二元系粉末机械合金化的影响
高温热处理对合金材料微观组织的影响
高温热处理对合金材料微观组织的影响随着科技的不断发展，合金材料广泛应用于汽车、飞机、航空航天、电子等领域。
高温热处理是制备高性能合金材料的重要方法之一。
通过高温热处理，合金材料的组织结构会发生明显的改变，其中微观组织的变化对材料性能的影响尤为显著。
一、高温热处理的基本原理高温热处理是指将合金材料加热到一定的温度，使其发生一系列物理和化学变化，以改变材料的结构和性能的方法。
常见的高温热处理方法包括退火、时效、淬火等。
其中，退火和时效是最为常见的两种。
退火是指将合金材料加热到一定温度，经过一定时间的静置，然后缓慢冷却的热处理方法。
退火对于改善材料的塑性、韧性、延展性和疲劳性能等方面的性能有重要影响。
退火工艺是制备高性能合金材料的重要手段之一。
时效是指在退火基础上，在一定时间内加强加热或加强冷却的处理方法。
时效主要应用于高强、高韧性、高温合金材料中，用于提高抵抗拉伸、蠕变、抗疲劳、抗氧化和耐腐蚀性等方面的性能。
二、高温热处理对合金材料微观组织的影响高温热处理会引起合金材料的微观组织变化，从而改善材料的力学、物理、化学和热力学性能。
主要表现在以下三个方面：1. 晶粒尺寸的变化晶体是组成材料的最小粒子，高温热处理过程中会发生晶体重排、晶界迁移、晶体再结晶等现象。
晶界是由不同晶体结晶方式的晶体交界处，晶界的存在对材料的性能有着重要的影响。
晶界越多，材料的强度越低，但是塑性和韧性提高。
晶界越少，强度越高，但是延展性和冲击韧性降低。
2. 相结构的变化相是指组成材料的化学成分之一，相结构是指由不同化学成分的材料在一定条件下形成的微观组织。
高温热处理可以引起相转变，相界移动、相析出等现象，从而改变材料的性能。
常见的相有金属间化合物、金属固溶体、金属非晶态等。
金属间化合物是由两种或多种金属原子按照一定比例合成的化合物，具有高硬度、高弹性模量、高熔点以及优异的耐腐蚀性能等特点。
金属固溶体是由两种或多种金属原子间形成的加固溶解体，具有优异的力学性能、耐热性和抗腐蚀性。
退火温度对Ti—Zr二元纳米合金晶粒度的影响
微 观 结构分析 表 明 ， ｉ ｒ Ｔ— 二元 纳米 合金 没有 生成新 物相 ， Ｚ 随着 退 火温 度 的升 高， 晶粒 度 增 大不 明 显 ， ｉ ｒ Ｔ— 二元 Ｚ
合金 仍属 于纳 米结 构 。 关 键 词 Ｔ～ｒ ｉ 二元纳米合 金 退火 温度 晶粒度 Ｚ
中 图分 类 号 ：Ｂ ８ Ｔ ３３
和焊 接过 程 中所 造成 的各 种组 织缺 陷以及 残余 应 力 ， 防止 工
件变 形 、 开裂 、 化工 件 以便 进行 切 削加 工 和 晶粒 细 化 ， 善 软 改
组织 以提 高工件 的 力 学 性 能 ， 最 终 热处 理 （ 火 、 为 淬 回火 ） 做 好组织 准备 ｌ 。 由于试验 用 Ｔｉ ｒ 元纳 米合 金是 经滚 压 振 ８ ］ — 二 ｚ 动研磨 ８ ｈ而成 ， ０ 材料 存 在 组 织 缺 陷 以及 残 余 应 力 ， 火 处 退 理有利 于 Ｔｉ ｒ 料 的成型 以及材 料性 能 的改善 。热稳 定性 — 材 ｚ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒｃ
Ｈａ ｉｇ ｓ ｃｅ ｄ ｄ ｉ ｈ ｙ ｔ ｅ ｉ ｏ — ｉａ ｙｎ ｎ ａｌｙ ｙ ｍｅｈ ｎｃ ｌａｌｙｎ ｔ ｏ ｔ ｅ ｖｎ ｕ ｃ ｅ ｅ ｎ ｔ ｅｓ ｎ ｈ ｓｓ ｆＴｉ Ｚｒｂｎ ｒ ａ ｏ ｌ ｓｂ ｃ ａ ｉａ ｌ ｉｇ ｍｅｈ ｄ，ｈ ｏ ｏ
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温度对Zn(II)-TiO2体系吸附可逆性的影响
[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.⁃Chim.Sin .,2007,23(6)：807-812June Received:December 14,2006;Revised:January 19,2007;Published on Web:April 27,2007.∗Corresponding author.Email:gpan@;Tel:+8610⁃62849686.国家自然科学基金(20073060)和中国科学院优秀“百人计划”资助项目ⒸEditorial office of Acta Physico ⁃Chimica Sinica温度对Zn(II)⁃TiO 2体系吸附可逆性的影响李薇潘纲∗陈灏张美一何广智李晋杨玉环(中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京100085)摘要：用延展X 射线吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了不同温度对Zn(II)⁃锐钛矿型TiO 2吸附产物微观构型和吸附可逆性的影响机制.宏观的吸附⁃解吸实验表明,不同温度下的吸附等温线可以用Langmuir 模型进行较好的描述(R 2≥0.990).随温度升高,吸附等温线显著升高,Zn(II)在TiO 2表面的饱和吸附量由5℃时的0.125mmol ·g -1增至40℃时的0.446mmol ·g -1;而体系的不可逆性明显减弱,解吸滞后角θ由32.85°减至8.64°.求得体系反应的热力学参数ΔH 、ΔS 分别为24.55kJ ·mol -1和159.13J ·mol -1·K -1.EXAFS 结果表明,Zn(II)主要是通过共用水合Zn(II)离子及TiO 2表面上的O 原子结合到TiO 2表面上,其平均Zn ⁃O 原子间距为R Zn ⁃O =(0.199±0.001)nm.第二配位层(Zn ⁃Ti 层)的EXAFS 图谱分析结果表明,存在两个典型的Zn ⁃Ti 原子间距,即R 1=(0.325±0.001)nm (边⁃边结合的强吸附)和R 2=(0.369±0.001)nm(角⁃角结合的弱吸附).随温度升高,强吸附比例(CN 1)基本不变而弱吸附比例(CN 2)增加,两者比值(CN 1/CN 2)逐渐减小.该比值的变化从微观角度解释了宏观实验中温度升高,不可逆性减弱的吸附现象.关键词：EXAFS;微观构型;温度;吸附⁃解吸;吸附可逆性;Zn(II);锐钛矿型TiO 2中图分类号：O642Temperature Effects on Adsorption ⁃Desorption Irreversibility ofZn(II)onto AnataseLI WeiPAN Gang ∗CHEN Hao ZHANG Mei ⁃Yi HE Guang ⁃ZhiLI Jin YANG Yu ⁃Huan(State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chemistry,Research Center for Eco ⁃Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100085,P.R.China )Abstract ：Microscopic structures and mechanism of Zn(II)adsorbed onto anatase at different temperatures were studied using extended X ⁃ray absorption fine structure (EXAFS)spectroscopy.Macroscopic adsorption ⁃desorption experiments indicated that adsorption isotherms and adsorption reversibility increased substantially with increasing temperature.When temperature increased from 5℃to 40℃,the adsorption capacity increased from 0.125mmol ·g -1to 0.446mmol ·g -1,while the desorption hysteresis angle (θ)decreased from 32.85°to 8.64°.The thermodynamic parameters ΔH and ΔS of the reaction were evaluated as 24.55kJ ·mol -1and 159.13J ·mol -1·K -1,respectively.EXAFS spectra results showed that Zn(II)was adsorbed onto the solid surface in the form of octahedral hydrous Zn(II)ions,which were linked to TiO 2surface by sharing O atoms,with an average bond length R Zn ⁃O =(0.199±0.001)nm.EXAFS analysis of the second Zn ⁃Ti coordination sphere resulted in two Zn ⁃Ti atomic distances of (0.325±0.001)nm and (0.369±0.001)nm,corresponding to edge ⁃sharing linkage (stronger adsorption site)and corner ⁃sharing linkage (weaker adsorption site),respectively.The number of stronger adsorption sites (CN 1)remained relatively stable while the number of weaker adsorption sites (CN 2)increased remarkably as the temperature increased,making the proportion of two adsorption modes (CN 1/CN 2)drop from 0.690to 0.543.These results revealed that the increased adsorption capacity and reversibility at higher temperature were due to the increase in CN 2and the decrease in CN 1/CN 2.This result implies that,in a given environment (soils or rivers),the bioavailability of zinc is higher at high temperature than that at low temperature.807Acta Phys.鄄Chim.Sin.,2007Vol.23Key Words ：EXAFS;Microscopic structures;Temperature;Adsorption ⁃desorption;Adsorptionreversibility;Zn(II);Anatase图1锐钛型TiO 2X 射线衍射图谱Fig.1XRD pattern of anatase TiO 2目前,污染物在颗粒物表面的吸附可逆性问题已成为环境研究领域的一个热点.污染物在颗粒物表面吸附⁃解吸的可逆程度直接决定着其在水环境中的浓度、生物可利用性与毒性.已有大量文献报道了pH [1-3]、离子强度[4,5]、金属阳离子浓度[6,7]、吸附剂浓度及表面特征[8-11]、反应时间[12,13]等对金属离子在颗粒物表面的吸附可逆性的影响.然而,温度对吸附可逆性的影响却鲜见报道[14-16].众所周知,温度是环境的一个重要变量,不但季节的变化可以导致上下40℃左右的温度波动,湖泊、海洋等天然水体的水深变化同样会引起温度的很大差异[17].环境中的温度变化可以通过影响重金属在颗粒物表面的吸附⁃解吸过程而影响其在水体中的浓度、迁移和转化.因此,研究固⁃液界面吸附⁃解吸的宏观温度效应及微观机理,对于解释和预测环境中重金属污染物的污染行为具有重要意义.几十年来,由于固⁃液界面体系的复杂性,其吸附可逆性的研究主要停留在宏观的动力学和热力学水平上[18-20].1998年,Pan 等人[21]提出的亚稳平衡态吸附(MEA)理论,为固⁃液界面科学向分子水平发展提供了理论依据.它指出,对于理想的可逆吸附过程,吸附态分子在固体表面以平衡态存在;而对于不可逆吸附过程,吸附态分子是以不同的亚稳平衡态结合于固体表面,具有较大的亚稳平衡态效应.而反应过程和可逆性可以直接影响实际反应终态的微观结构,这一行为是传统热力学所不能解释因而无法预测的.近几年,随着EXAFS(延展X 射线精细结构吸收光谱)技术在吸附产物的微观构型研究中的广泛应用[22-25],MEA 理论亦得到多方验证.作者的前期研究表明,金属吸附在固体表面的微观构型与可逆性密切相关[26-29].但是,一直以来,人们尚未认识到温度对吸附可逆性的宏观影响,也未见相应的微观机理研究.本文将EXAFS 技术与宏观的吸附⁃解吸实验相结合,以水溶液中Zn(II)⁃TiO 2吸附体系为研究对象,对吸附可逆性的宏观温度效应及微观机理进行了研究.这对解释和认识金属污染物的吸附本质及从分子水平发展环境界面科学具有重要意义.1实验部分1.1TiO 2的表征本实验所用的吸附剂TiO 2由北京化学试剂公司提供.经XRD 鉴定(图1),该吸附剂为纯的锐钛矿,对其进行粒度分析(Mastersizer 2000,英国马尔文公司),所得体积平均粒径D [4,3]为0.979μm.BET 比表面法测得该TiO 2颗粒物的比表面为201.3m 2·g -1.1.2吸附鄄解吸实验参照文献[30]的方法,根据吸附pH 曲线,选取pH=6.30,浓度0.1mol ·L -1NaNO 3的支持电解质,颗粒物浓度1.0g ·L -1,在温度分别为5、20、40℃下测定Zn(II)在TiO 2的吸附等温线.在50mL 聚丙烯塑料离心管中,依次加入TiO 2悬浊液,0.1mol ·L -1NaNO 3溶液和Zn(II)溶液,总体积为30mL,得到固体颗粒物浓度为1.0g ·L -1,一系列Zn(II)初始浓度不同的悬浊液.在设定温度下振荡24h,用0.1mol ·L -1NaOH 或0.1mol ·L -1HNO 3多次调节pH 到6.30±0.02.然后,离心20min (4500r ·min -1),用0.22μm 滤膜过滤,取滤液,用伏安极谱仪(Metrohm,797型)测定反应终了时Zn(II)的平衡浓度,由总初始浓度与平衡浓度之差计算吸附量得到吸附等温线.离心之后的固体选取具有相近平衡浓度、不同吸附量的三个样品S 5、S 20、S 40用于EXAFS 测定(实验条件见表1).解吸实验:将离心之后的吸附样品除去大部分上清液,留10mL,加入20mL 0.1mol ·L -1NaNO 3溶液.振荡均匀后,用0.1mol ·L -1NaOH 或0.1mol ·L -1HNO 3调节体系pH 值到6.30±0.02(与吸附反应条件一致),在设定温度下恒温振荡24h.其他操作条件同吸附实验.每一点的解吸实验如上述操作重复两次,从而得到解吸等温线上的三个实验点.808No.6李薇等：温度对Zn(II)⁃TiO 2体系吸附可逆性的影响1.3EXAFS 样品的制备及EXAFS 数据的采集将用于EXAFS 实验的吸附样品装入有机玻璃小槽中,用胶带将小槽固定在EXAFS 测定器上测定.对于液体参照物(如Zn(II)溶液),用微量进样器将液体注入一个有机玻璃容器中;对于固体参照物(如ZnO),将研磨之后的固体粉末均匀地涂于胶带上,折叠之后用于EXAFS 测定.EXAFS 实验测定在日本光子工厂高能加速器研究机构的BL ⁃12C 实验站进行.因该实验站的光束线具有电子流强大、能量高、分辨率高、探测信号强等优点.储存环电子能量为2.5GeV,平均电流强度为300mA,平面双晶Si(111)为单色器,前电离室为有效长度5cm 的充氩电离室.由于吸附样品中Zn 含量较低,故采用荧光模式测定,探测器用19元SSD 探测器,每元通路都经过调试只允许Zn 信号通过,因此,测定过程中不需滤波片.参照样品ZnO 固体和Zn(II)水样采用透射模式测定.所有样品采集的均是Zn 原子的K 吸收边(9659eV)EXAFS 谱,能量扫描范围在9159-10759eV.2结果与讨论2.1宏观吸附⁃解吸实验及吸附热力学在pH 为6.30±0.02,0.1mol ·L -1的NaNO 3介质中,5、20、40℃下的吸附⁃解吸等温线见图2.由图2可以看出,Zn(II)在TiO 2表面的吸附具有明显的温度效应和解吸滞后现象.随温度升高,吸附等温线明显升高,而解吸滞后逐渐减弱.不同温度下的吸附等温线可以用Langmuir 吸附模型[31]进行较好的拟合(拟合参数见表2).Langmiur 吸附模型:q eq =q max K L C eq 1+K L C eq (1)式中,q eq (mmol ·g -1)为反应终了时Zn(II)在TiO 2表面的吸附量,C eq (mmol ·L -1)为反应终了时溶液中的Zn(II)浓度,K L (L ·mmol -1)为Langmuir 型等温式的拟合常数,q max (mmol ·g -1)为拟合所得的饱和吸附量.吸附反应的不可逆性可以用解吸滞后角(θ)进行定性描述,其大小可以根据文献[27]计算求出(见表2).由表2可以看出,随温度由5℃升高至40℃,Zn(II)在TiO 2表面的饱和吸附量q max 由0.125mmol ·g -1增加至0.446mmol ·g -1;而解吸滞后角由32.85°减小至8.64°.这初步说明该体系的吸附反应为吸热过程,温度升高有利于吸附反应的进行;同时,体系的吸附⁃解吸不可逆性随温度升高明显减弱.针对不同温度下的吸附等温线,参照Khan 和Singh 的方法[32],将ln(q eq /C eq )对q eq 作图(见图3),线性拟合后的截距即为不同温度下的吸附热力学平衡常数K 的自然对数值ln K ;然后,由Van ′t Hoff 方程(2)6.306.306.300.1890.3140.393S 5S 20S 40C 0(mmol ·L )Zn ⁃TiO 2adsorption datapH Sample 0.0930.2130.290q eq(mmol ·g )0.0900.0920.092C eq(mmol ·L )1.01.01.0C P (g ·L )表1Zn ⁃TiO 2的EXAFS 样品吸附实验条件Table 1The adsorption conditions of EXAFS samplesEXAFS samples are indicated by S T ,where T represents different temperatures (℃).C P :concentration of particles;C 0:initialconcentration;C eq :equlibrium concentration;q eq :equilibriumadsorption图2不同温度下Zn(II)⁃TiO 2吸附⁃解吸等温线Fig.2Adsorption ⁃desorption isotherms of Zn(II)ontoTiO 2at different temperaturesSolid curves represent Langmiur ⁃type adsorption isotherms,while dotted curves represent desorption isotherms.T /℃Langmuir ⁃type parameters θ/(°)Thermodynamic parametersR 2q max /(mmol ·g -1)K L /(L ·mmol -1)R 10-3K ΔG /(kJ ·mol -1)ΔS /(J ·mol -1·K -1)ΔH /(kJ ·mol -1)50.9900.12531.7132.850.958 4.76-19.58200.9950.30723.7321.350.9959.36-22.28159.1324.55400.9920.44618.118.640.98515.71-25.04表2Zn(II)在TiO 2表面吸附的热力学参数Table 2Thermodynamic parameters of the Zn adsorption ontoTiO 2at different temperatures809Acta Phys.鄄Chim.Sin.,2007Vol.23和(3)可以求得反应的吉布斯自由能(ΔG )、熵变(ΔS )和焓变(ΔH )(结果见表2).ΔG =-RT ln K (2)ln K =ΔS R -ΔHRT(3)结果表明,体系吸附反应的ΔH 为24.55kJ ·mol -1,表明体系的吸附过程为化学吸附,且是吸热反应,与吸附等温线得出的结论一致.三个温度下的ΔG <0,表明体系的吸附反应是自发的,且温度越高,自发程度越大.ΔS >0,吸附过程是熵驱动过程.在固液吸附体系中,同时存在溶质的吸附和溶剂的解吸.溶质分子吸附在吸附剂上,自由度减小,是一熵减小过程,而溶剂分子的解吸是一熵增大的过程.吸附过程的熵变是两者的总和.对于Zn(II)在TiO 2表面的吸附,Zn(II)是以Zn(H 2O)2+6水合离子及其四配位的水解产物Zn(OH)2或Zn(OH)2-4混合形式结合在TiO 2表面,每个Zn(II)的吸附会对应着多个H +或OH -的释放[33].由于H +或OH -的释放引起的熵增加的速度大于熵减小的速度,致使总和ΔS >0.因此,Zn(II)在TiO 2表面的吸附是一个熵增大过程.2.2EXAFS 结果经Cordt3U 、FMT 程序处理后的EXAFS 数据采用Winxas 3.1软件进行分析处理.扣除背景后的EXAFS 数据通过Fourier 变换得到径向分布函数.然后,在波矢κ范围22-108nm -1,采用Bessel 窗函数分别对第一、第二配位层进行Fourier 反变换,每个配位层的Fourier 滤波分别采用曲线拟合法进行拟合处理得到每个配位层中配位原子的种类、数目(CN)、配位原子与中心原子间距(R )、Debye ⁃Waller 因子(σ2)等结构参数.吸附样品及参照物Zn(II)(aq)和ZnO 固体的归一化的κ3权重的EXAFS 图谱和没有相位修正的Fourier transformation (FT)图分别见图4、图5.从样品的FT 图可以看出,样品的第一个峰主要在0.16nm 附近,第二个峰在0.28nm 附近.用曲线拟合法分别对这两个峰进行分析,得到第一层、第二层的拟合结果如配位数、原子间距等(见表3),实验与拟合图谱见图6、图7.距离中心原子Zn 最近一层为O 原子,表明第一配位层为Zn ⁃O 层.Zn(II)(aq)的Zn ⁃O 原子间距为0.207nm,配位数为6.30;ZnO 固体的Zn ⁃O 原子间距为0.195nm,配位数为4.04.样品Zn ⁃O 的平均原子间距R =(0.199±0.001)nm,配位数4.5左右.随着温度的升高,Zn ⁃O 原子间距和配位数无明显变化.第二配位层存在两个Zn ⁃Ti 原子间距,即R 1=(0.325±0.001)nm 和R 2=(0.369±0.001)nm.2.3Zn 在TiO 2上吸附的微观构型与可逆性的关系最常见的Zn(II)配位构型为六配位的八面体构型和四配位的四面体构型[34,35],典型的八面体构型Zn ⁃O 间平均距离为0.210nm [35,36],四面体构型的Zn ⁃O 间距为0.195nm [34-36].可以依据样品的Zn ⁃O原子间图3不同温度下Zn(II)⁃TiO 2的ln(q eq /C eq )对q eq 图Fig.3Plots of ln(q eq /C eq )v s q eq for the Zn(II)adsorption onto TiO 2at 5,20,40℃图4归一化、扣除背景后κ3权重的EXAFS 图谱Fig.4Normalized,background ⁃subtracted andκ3⁃weighted EXAFSspectra图5傅立叶变换后的半径分布函数Fig.5Radial distribution functions obtained byFourier transformation (FT)810No.6李薇等：温度对Zn(II)⁃TiO 2体系吸附可逆性的影响距和配位数判断Zn(II)的构型,因此本研究中的参照物Zn(II)(aq)是以六配位的Zn(H 2O)2+6水合离子形式存在,6个水分子围绕在Zn 周围形成八面体构型;ZnO(s)则是以四配位的四面体形式存在,中心原子Zn 被4个O 原子围绕,与文献值相吻合[37,38].Zn(II)等金属水合离子与金属氧化物发生吸附时以共用边⁃边和角⁃角的两种方式结合最常见[39,40],对应的原子间距R 边⁃边<R 角⁃角.Zn ⁃TiO 2吸附样品Zn ⁃O 平均键长(0.199nm)介于Zn(H 2O)2+6水合离子(0.207nm)与固体ZnO(0.195nm)之间,这表明吸附样品的配位构型介于四配位与六配位之间,Zn(II)是以六配位的Zn(H 2O)2+6及其四配位的水解产物Zn(OH)2或Zn(OH)2-4混合形式结合在TiO 2表面.EXAFS 结果分析进一步表明第二配位层分别在0.325和0.369nm 左右出现两个Zn ⁃Ti 配位层,它们分别对应着边⁃边和角⁃角两种结合方式.Zn ⁃Ti 原子间距较短的边⁃边结合方式对应着较强的固⁃液界面作用力(强吸附),吸附较不可逆;而原子间距较长的角⁃角结合方式则对应着较弱的固⁃液界面作用力(弱吸附),吸附较为可逆.Zn(II)在TiO 2表面上的两种不同的结合方式所具有的能量状态是不一样的.对于吸附等温线上平衡浓度相近、吸附量不同的三个样品(S 5、S 20、S 40),其EXAFS 图谱结果表明,随温度升高、吸附量增大,边⁃边结合的强吸附比例CN 1基本不变,而角⁃角结合的弱吸附比例CN 2增加,从而导致所对应的强吸附位与弱吸附位之比CN 1/CN 2从0.690降至0.543.由于以边⁃边结合和角⁃角结合的吸附态Zn(II)的能量状态是不一样的,而且两种结合方式的比例是随着温度的变化而变化的.因此,高温下吸附态Zn(II)更多的以弱吸附位结合,具有较高而不稳的能量状态,易于解吸;而低温下主要以强吸附位结合,对应着较低而稳定的能量状态,较不易解吸.所以,高温下吸附态Zn(II)的吸附可逆性比低温时强.这一发现预示着高温下(如夏季)某一环境(河流、土壤)中锌的生物可给性比低温下(如冬季)要高.这可为研究污染物在环境中的毒性/生物可给性机理提供一个新的视角.3结论在pH 6.30、0.1mol ·L -1NaNO 3介质中,Zn (II)在TiO 2表面的吸附⁃解吸具有明显的温度效应.随温度升高,Zn(II)的吸附量显著增大;而不可逆性明显减弱.Zn(II)主要是通过共用水合Zn(II)及TiO 2表面上的O 原子结合到TiO 2固体表面上,配位构型介于四配位和六配位之间,其平均Zn ⁃O 原子间距为Reference Zn ⁃O shell Sample Zn ⁃O shell First Zn ⁃Ti shell Second Zn ⁃Ti shell R /nm R /nm R 1/nm R 2/nm CN 2Zn 2+0.207S 50.1990.3260.370 1.640.690ZnO0.195S 200.1990.3240.368 1.800.634S 400.1980.3250.3692.150.543CN 6.304.04CN 4.504.464.49CN 11.131.141.17CN 1/CN 2表3Zn ⁃TiO 2吸附样品第一配位层(Zn ⁃O 层)、第二配位层(Zn ⁃Ti 层)EXAFS 结果Table 3EXAFS results of the first Zn ⁃O coordination sphere and the second Zn ⁃Ti coordinationsphere图6第一配位层(Zn ⁃O)滤波后的EXAFS 谱(线)及拟合结果(点)Fig.6EXAFS spectra (solid line)and fit results(dashed line)for Zn ⁃Oshell 图7第二配位层(Zn ⁃Ti)滤波后的EXAFS 谱(线)及拟合结果(点)Fig.7EXAFS spectra (solid line)and fit results(dashed line)for Zn ⁃Ti shell811Acta Phys.⁃Chim.Sin.,2007Vol.23(0.199±0.001)nm.Zn(II)在TiO2表面存在两种结合方式,即吸附力较强的边⁃边结合与吸附力较弱的角⁃角结合,分别对应的平均Zn⁃Ti原子间距为0.325和0.369nm.平衡浓度相近的吸附态Zn(II)在不同温度下所占据的吸附位不同.低温下主要以强吸附位结合,较不易解吸;而高温下则更多的以弱吸附位结合,易于解吸.所以,高温下Zn(II)在TiO2表面的吸附可逆性比低温时强.Zn(II)在TiO2表面的吸附可逆性随温度变化的规律预示着高温下环境中锌的毒性/生物可给性比低温下要高.这将为污染物在环境中的毒性/生物可给性的机理研究提供一个新的方向.致谢：感谢日本光子工厂XAFS实验站的NOMURA教授、中国科学院高能物理研究所同步辐射实验室的谢亚宁教授在日本光子工厂BL⁃12C实验站的支持和帮助!References1Gerth,J.;Brummer,G.W.;Tiller,K.G.Zeitsc.Pflanzener.Boden., 1993,156:1232Davis,A.P.;Upadhyaya,M.Water Res.,1996,30:18943Ghulam,M.;Balwant,S.;Rai S.K.Chemosphere,2004,57:1325 4Boekhold,A.E.;Temminghoff,E.J.M.;van der Zee,S.E.A.T.M.J.Soil Sci.,1993,44:855Jia,C.X.;Pan,G.;Chen,H.Acta Sci.Circum.,2006,26(10):1611 [贾成霞,潘纲,陈灏.环境科学学报,2006,26(10):1611] 6Li,J.;Chen,H.;Pan,G.;Gao,M.Y.Acta Sci.Circum.,2006,26(10):1606[李晋,陈灏,潘纲,高美缓.环境科学学报,2006,26(10):1606]7Christensen,T.H.Water Air Soil 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单元3 焊接工艺3-1 焊接的基础知识
单元3 焊接工艺焊接是电子产品组装过程中的重要工艺。
焊接质量的好坏，直接影响电子电路及电子装置的工作性能。
优良的焊接质量，可为电路提供良好的稳定性、可靠性，不良的焊接方法会导致元器件损坏，给测试带来很大困难，有时还会留下隐患，影响的电子设备可靠性。
随着电子产品复杂程度的提高，使用的元器件越来越多，有些电子产品（尤其是有些大型电子设备）要使用几百上千个元器件，焊点数量则成千上万。
而一个不良焊点都会影响整个产品的可靠性。
焊接质量是电子产品质量的关键。
因此，掌握熟练焊接操作技能对于生产一线的技术人员是十分重要的。
本单元主要介绍锡铅焊接的基础知识、焊料和焊剂的选用、手工焊接技术和自动焊接技术等内容。
并安排了焊接训练。
3-1焊接的基础知识3-1-1锡焊分类及特点焊接一般分三大类：熔焊、接触焊和钎焊。
1．熔焊熔焊是指在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，在不外加压力的情况下完成焊接的方法。
如电弧焊、气焊等。
2．接触焊在焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)完成焊接的方法。
如超声波焊、脉冲焊、摩擦焊等。
3．钎焊钎焊采用比被焊件熔点低的金属材料作焊料，将焊件和焊料加热到高于焊料的熔点而低于被焊物的熔点的温度，利用液态焊料润湿被焊物，并与被焊物相互扩散，实现连接。
钎焊根据使用焊料熔点的不同又可分为硬钎焊和软钎焊。
使用焊料的熔点高于4500C的焊接称硬钎焊；使用焊料的熔点低于4500C的焊接称软钎焊。
电子产品安装工艺中所谓的“焊接”就是软钎焊的一种，主要使用锡、铅等低熔点合金材料作焊料，因此俗称“锡焊”。
3-1-2焊接的机理电子线路的焊接看似简单，似乎只不过是熔融的焊料与被焊金属（母材）的结合过程，但究其微观机理则是非常复杂的，它涉及物理、化学、材料学、电学等相关知识。
熟悉有关焊接的基础理论，才能对焊接中出现的各种问题心中有数，应付自如，从而提高焊点的焊接质量。
所谓焊接是将焊料、被焊金属同时加热到最佳温度，依靠熔融焊料添满被金属间隙并与之形成金属合金结合的一种过程。
cu-zn-al合金两相区淬火对形状记忆效应的影响
cu-zn-al合金两相区淬火对形状记忆效应的影响“形状记忆”描述了通过加热将塑性变形的样品恢复到原始形状的效果。
这种现象是由称为“热弹性马氏体转变”的结晶相变引起的。
在低于转变温度的温度下，形状记忆合金呈马氏体状态。
在这种情况下，它们的微观结构具有“自容双胞胎”的特征。
马氏体是软的并且可以通过去孪晶而相当大地变形。
加热到转变温度以上可恢复原始形变并将材料转变为高强度奥氏体状态。
奥氏体向马氏体的转变和马氏体向奥氏体的逆转变不在同一温度发生。
马氏体的体积分数图，或者更实际地说，负载恒定重量的金属丝的长度，作为温度的函数提供了以下温度的曲线：奥氏体开始温度(Ass)、奥氏体结束温度(Af)、马氏体开始温度（Ms）和马氏体结束温度（Mf）。
如果在Af和最大温度Md之间的温度范围内向形状记忆合金施加应力，则可能会产生应力诱发马氏体。
与通过常规机制使奥氏体变形相比，应力诱导和变形马氏体所需的能量更少。
此过程可容纳高达10%的应变（特定合金的单晶在某些方向上可显示高达25%的伪弹性应变）。
Ass奥氏体是空载条件下此温度下的热力学稳定相，当不再施加应力时，材料会弹回其原始形状。
这种非凡的弹性也被称为伪弹性或转换超弹性。
在Af以上的温度升高时，应力诱导马氏体变得越来越困难。
最终，通过常规机制使材料变形比通过诱导和变形马氏体更容易。
马氏体不再应力诱发的温度称为Md。
高于Md，合金像普通材料一样变形。
因此，超弹性仅在很窄的温度范围内被观察到。
形状记忆部件的设计，例如紧固件或致动器，是基于马氏体和奥氏体明显不同的应力/应变曲线，以及它们的温度依赖性。
图3显示了Ni-Ti合金在不同温度下的拉伸曲线。
虽然奥氏体曲线(T>Md)看起来像“普通”材料的曲线，但马氏体曲线(TAf时，加载时再次观察到平台。
在这种情况下，它是由应力诱发马氏体引起的。
卸载后，材料会在较低的应力（卸载平台）下转变回奥氏体。
随着温度的升高，加载和卸载平台应力都线性增加。
热处理对 Zn-Al合金微观组织和力学性能的影响
热处理对 Zn-Al合金微观组织和力学性能的影响摘要：热处理是通过变化合金的温度、时间和冷却速率等参数来改变其微观结构和性能的过程。
本论文以 Zn-Al 合金为研究对象，探讨了热处理对其微观组织和力学性能的影响。
通过不同的热处理方法，可以有效地调控材料的晶粒尺寸、相组成及防腐性等方面的性质。
实验结果表明，适当的热处理能够显著提高Zn-Al 合金的力学性能，使其具有更好的抗拉强度和耐腐蚀性。
关键词：热处理，Zn-Al 合金，微观组织，力学性能，晶粒尺寸，相组成，防腐性正文：1. 引言Zn-Al 合金是一种重要的功能材料，在航空航天、建筑工程、汽车制造等领域得到广泛应用。
其优异的力学性能和耐腐蚀性使之成为替代铁基材料的理想选项。
热处理是改变 Zn-Al 合金组织和性能的重要手段之一。
通过不同的热处理方法，可以有效地调控材料的微观结构和性能。
因此，深入研究热处理对Zn-Al 合金微观组织和力学性能的影响具有重要意义。
2. 实验方法选择 Zn-15Al 合金为研究对象，采用不同的热处理方法对其进行处理。
具体实验方案如下：（1）固溶处理法：将样品加热至高温区（480℃），保持4 h，再进行水淬火处理；（2）时效处理法：将样品加热至高温区（480℃），保持4 h，然后采用不同的冷却速率（4℃/s、2℃/s、1℃/s、0.5℃/s、0.1℃/s）进行时效处理，时效时间分别为1 h、2 h、4 h、8 h；控制实验组样品不进行热处理。
3. 结果与分析（1）微观组织分析实验结果表明，对于实验组样品，经过固溶处理后，样品中的α-Zn 相被显著稳定化，晶粒尺寸显著减小，达到了微米级别。
通过时效处理，晶粒尺寸得以进一步细化，并出现了较宽的固溶体和相分离区域，这种变化在0.5℃/s 冷却速率下尤为明显。
固溶体中 Al 的分布状态也得到了改善。
与此同时，Zn-Al 合金的防腐性也得到了明显提高。
（2）力学性能分析通过不同热处理方法处理后的 Zn-Al 合金样品，其室温下的抗拉强度和屈服强度均得到了明显提高。
热处理工艺对用微量Cr合金化的Cu—Zn合金组织性能的影响7页word文档
热处理工艺对用微量Cr合金化的Cu—Zn合金组织性能的影响技术与装备?生产邓楚平/黄伯云/潘志勇/fl-,~-V<DengChuping/HuangBoyun/PanZhiyong/YinZhimin热处理工艺对用微量Cr合金化的Cu—Zn合金组织性能的影响InfluencesofheattreatmenttechnologyonstructurepropertiesofCu-Zn alloyedwithmicro-amountofCr微量铬,锆和稀土添加到铜中可以显着提高铜和铜合金的强度和耐热性,用微量铬,锆和稀土微合金化的铜合金在电工,电子,电机行业有广泛用途.材料制备过程中,形变热处理对这类合金组织和性能有很大的影响,是提高这类合金性能的有效途径.本文研究了形变热处理工艺对Cu—zn—Cr合金组织与性能的影响,旨在为这类合金的加工和热处理工艺优化提供实验依据.材料及实验方法Materialswithexperi-mentaImethod研究合金的成分为Cu一2～4Zn一0.4～0.9Cr,合金在中频感应炉中熔炼,之后采用半连续急冷铸造铸成145mm的铸锭.铸锭锯切成220mm长的圆锭,950℃加热后在带水封挤压的800t卧式挤压机上进行挤压并水淬,挤压比为15:1,挤压型材尺寸为8minx36mm的扁条.之后,挤压材再在10t拉床上冷拉成条材,冷拉变形量为35%.研究了时效工艺对冷拉变形条材合金组织和性能的影响.时效试验温度范围为370～550℃参照科研组原有的工作,时效时间先定4小时.时效温度优化后,接着在筛选的时效温度下对时效时间做进一步的优化,时间为0～6小时.热处理在马弗炉中进行,时效后空冷条材力学性能样品沿纵向截取,样品尺寸及加工按国标进行,标距长50ram.在CSS一2200材料试验机上进行拉伸力学性能测试,拉伸速度为2ram/ rain.在7501型涡流导电仪上进行导电性能测试.金相样品磨面取自条材纵向截面,研磨抛光后用重铬酸钾一盐酸溶液侵蚀,之后在MET一1显微镜上观察分析样品再结晶的情况,形变热处理过程中的显微世界有色金属2019年第12期组织结构及其变化的观察在TecnaiG220S-TWIN分析电镜上进行.实验结果Experimentalresult时效工艺对合金力学性能和电学性能的影响I~”lu—encesoftime-effectivenessprocessonmechanical andelectricalpropertiesofalloys不同时效工艺对合金力学性能和电学性能的影响见图1图1的结果表明,在实验温度范围内,随时效温度升高,合金的屈服强度和抗拉强度先升后降,导电率则单调上升.450℃时效,其强度和导电性能都较好36(}3804004204404604805O0520540560时教温度℃图1研究合金力学性能和电学性能与时效温度的关系a)拉伸力学性能.b)电导率在450~CD~效温度下,时效时间对合金力学性能和电学l生能的影响见图2.由图可见,在实验时间范围一18—内.合金的屈服强度和抗拉强度先升后降,导电率则单调上升.所以,450~CT4小时时效,合金的性能最优,抗拉强度,屈服强度和延伸率分别达到482MPa,388MPa和23.6%.相对电导率则达到78.2%IACS.HI设日】J,h图2450~C时效条件下时效时间对合金力学组织和性能的影响a)拉伸力学性能:b)电导率不同时效处理态合金的显微组织结构Microscopic structureofalloysundervarioustime-effective-nessprocessing挤压后淬火态的金相组织为等轴晶粒组织.冷拉后晶粒沿加工方向拉长.透射电镜下可见到晶粒内有大量位错缠结.经390～550oc时效,合金的金相组织发生了明显的再结晶和晶粒长大,与此同时.铜基固溶体基体中析出了大量的粒度为20～30nm的球形粒子.物相分析结果表明,这些粒子大都为Cr粒子.分析与讨论Analysisanddiscussion研究合金挤压后在线水淬,随后冷变形,人工时效,这种工艺是一种形变热处理工艺.在线水淬得到过饱和固溶体,由于挤压材出口的温度高,挤压材在线水淬后得到的金相组织为完全再结晶等轴晶粒组织,这种过饱和固溶体由于合金元素cr含量低,性软,容易加工变形.加工过程中在铜基固溶体中会形成大量的形变位错.冷加工后时效的合金显微组织结构和性能在时效过程中会发生两个方面的变化:一方面,预冷变形过程中形成的位错组态在热激活下运动,依据时效温度和时间的不同会依次发生回复和再结晶.与此同时.合金的硬度,强度随之下Technology&Equipment降.延性升高.基体点阵畸变引起的电子散射现象也随之减弱.电导率会随之上升.另一方面,时效过程中.在一定的时效温度下过饱和固溶体会发生分解析出Cr粒子.非共格的弥散粒子析出会显着强化固溶体基体.使合金的硬度,强度上升,延性则有所降低与此同时,固溶程度降低,溶质原子造成的晶格畸变对电子的散射将减弱,基体导电率也相应提高. 鉴上所知:第一.时效态合金的力学性能由再结晶软化和时效析出强化二个过程控制,450oc以下时效.时效时间在4h以前.析出强化大于再结晶软化,合金强度单调上升;时效温度在450oC以上,时效时间在4h以后.合金发生明显的再结晶,基体再结晶软化大于析出强化.合金的强度明显下降.第二,时效过程中合金的电学性能也由上述二个过程控制.一是再结晶软化导致基体点阵对电子散射作用减弱,合金的电导率会升高:二是析出粒子的存在.对电子会产生附加散射.电导率会降低,但是.cr粒子的析出降低了基体的固溶程度.基体对电子的散射将减弱,基体导电率会回升可以看出.450oc,时效4小时是研究合金获得力学性能和电学性能最佳的时效处理制度.结论Conclusion1)用铬微合金化的cu—zn—cr合金固溶一冷变形后时效,有明显的形变热处理时效强化效果,合金在线水淬后经45%预冷变形和450oc时效4小时. 合金的抗拉强度,屈服强度和延伸率分别达到482MPa,388MPa和23.6%.相对电导率则达到78.2%IACS.2)时效态合金力学性能由再结晶软化和时效析出强化二个过程控制,合金的高强度主要来源于预冷变形和时效过程中引起的亚结构强化和微量Cr 引起的Cr粒子析出强化.垒整～.技术与装备栏目支持单位:》中国有色金属加工工业协会《》薹》《》技术与装备栏目协办单位:{薯焦作市东方金铅××公司二南京市长江电炉厂××公司毫毒南京市南铝模具制造修复中心隶北京鑫建节能技术××公司善文.毋.趺跌.I奥.毋.-奥.腆..燕..奥腆.腆.:一19一WORLDNONFERROUSMETALS2019.12。
铜的相组成及各相的特性
黄铜的相组成及各相的特性Cu-Zn 二元系相图中的相有α、β、γ、δ、ε、η。
普通黄铜37.5 32.5 36.8 α相：以铜为基的固溶体。
α晶格常数随锌含量增加而增大，锌在铜中的溶解度与一般合金相反，随温度降低而增加，在456℃时固溶度达最大值(39％Zn)；之后，锌在铜中的溶解度随温度的降低而减少。
含锌25％左右合金，存在Cu3Zn化合物的两种有序化转变：450℃左右，α无序固溶体→α l 有序固溶体；217℃左右，α l 有序固溶体→α 2 有序固溶体。
α相塑性良好，可进行冷热加工，并具有良好焊接性能。
β相：以电子化合物CuZn为基的体心立方晶格固溶体。
冷却时：468～456℃，无序相β→成有序相β??。
β??塑性低，硬而脆，冷加工困难，所以含有β??相的合金不适宜冷加工。
但加热到有序化温度以上，β??→β后，又具有良好塑性。
β相高温塑性好，可进行热加工。
γ相：以电子化合物Cu 5 Zn 8 为基的复杂立方晶格固溶体。
硬而脆，难以压力加工，无法应用。
工业用黄铜的锌含量均小于46％，避免出现γ相。
H70黄铜的铸态组织及变形后退火组织按退火组织，工业用黄铜分为α黄铜和α+β两相黄铜。
W Zn＜36％的α黄铜：H96～H65为单相α黄铜，α黄铜的铸态组织中存在树枝状偏析，枝轴部分含铜较高，不易腐蚀；呈亮色，枝间部分含锌较多，易腐蚀，故呈暗色。
变形及再结晶退火后，得到等轴的α晶粒，而且出现很多退火孪晶，这是铜合金形变后退火组织的特点。
H62双相黄铜退火α 白+β' 黑α+β黄铜：36～46％Zn，如H62至H59。
凝固时发生包晶反应形成β相，凝固后的合金为单相β组织；冷至α+β两相区时，自β相中析出α相，残留的β相冷至有序转变温度时(456℃)，β 无序相转变为β??有序相，室温下合金为α+β??两相组织。
铸态α+β??黄铜，α相呈亮色(因含锌少，腐蚀浅), β??相呈黑色(因含锌多，腐蚀深)。
机械合金化过程中的理论研究
合金化程度越来越高。又由于相互扩散作用 ， 最后形成非常均匀的结构 。利用 Ｎ 粉（ ｉ 韧性 ） ｚ 粉 （ 和 ｒ 脆性 ） 球磨得到 Ｎ — ｒ ｉ ｚ 合金便是一例 。然而 ，ｃｕ ｚ Ｓｈｈ 在机械合金化 时未能使硼（ ） 晶微粒进 到铁 （ ｅ 中， Ｂ非 Ｆ ） 而脆 性的 ｓ与 Ｆ ｉ ｅ机械 合金化 时 形成 了合 金 。这 些 观 察反 映 了组 元 之 间 的相 互 固溶 度 在 合 金 化 过程 中 的作 用 。 Ｂ在 Ｆ 中具有可忽略的固溶度 ， ｓ 在 Ｆ 中具有相当大的固溶度。这说明在韧性／ ｅ 而 ｉ ｅ 脆性组元合金化时只有 足够 的 固溶度 才可 能使 破碎 的硬 微粒 沿着 短 程扩 散 途径进 入 到韧性 组 元 当中 。
２ 理论研究
机械合金化一般只是干磨过程 ， 但对于特别软的金属 ， 为了防止过度冷焊 ， 可用有机溶剂作 为表面活性
剂 ， 得球 磨 时焊合 和破碎 达到 平衡 。这是 粉末污 染 的主要 来 源 。 使 早 期机 械合 金化 过程 的研 究 大 多 是 定 性 地 描 述 。 １９ ９０年 Ｍａｒ ｅ等 构 造 了一 个 清 晰 、 ｕｉ ｃ 明确 的 物 理模 型 ¨ ， 一次 系统 地 明确 地描 述 了机械合 金化 过程 的微 观 机制 。这个 模 型定 义 了碰 撞速 度 、 撞 温 度 、 ］第 碰 碰撞 时间等 特性 参量 ， 并建 立 了碰撞 过程 中粉末产 生变 形 、 断裂 和 焊合 行 为 的判 断公 式 ， 本 反 映 了 机械 合 金化 基 过程 中 的合 金化 机制 ， 如颗 粒 尺寸 ， 间距 ， 粒 硬度 与 球 磨 时 间 的关 系等 。此 外 ，ｒｎ Ｂ ａｃａｙ ， ｇ ｉ 层 颗 Ｂｕ ，ｈｔ ｈｒａＭａｉ ｔ ｎ 等人也 提 出 了不 同的简化模 型 ［ ４， ２ ］这些理 论模 型 的提 出 为深 入 地研 究 微 观机 制 打 下 了基 础 。研 磨 介 质 碰 Ｉ 撞而产 生 的温升 是一个 非 常重要 的参 量 ， 是研究 机械 合金 化 中粉末 发生 的一 系列 物理 现象 的基 础 。 也 用 机械 合金 化制 备各种 亚稳 相近 年来 备 受重视 ， 多 人都 在 研究 亚 稳 相 的转 变 机制 。对 于具 有 正形 成 很 热 的二 元或 二元 以上 的体 系 ， 球磨 过程 中亚稳 相 的转变 取 决 于球 磨 的体 系及合 金 成 分 。如果 某 一 成 分 范 围
机械合金化
最初机械合金化仅着眼与氧化物与金属的混合，近年来，MA 也被用来实现非晶化。对于那些液态急冷或气相凝固有困难的 高熔点或蒸气压极其不同的金属元素的合金化十分有意义
MA是与液态急冷、化学沉积、溅社等方法不同，原因在于：MA 在引入大量的缺陷的同时，还伴随着强制固溶、强制扩散等过 程，使那些不易用上述方法制备的混合物合金化，非晶化。这 也是一个制备非晶的好方法
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高硬度、耐磨WC-Co纳米复合材料
纳米结构的WC-Co已经用作保护涂层和切削工具 这是因为纳米结构的WC-Co在硬度、耐磨性和韧性等方面明显优于普通的 粗晶材料。其中，力学性能提高约一个量级，还可能进一步提高
高能球磨或者化学合成WC-Co纳米合金已经工业化 化学合成包括三个主要步骤 起始溶液的制备与混和；喷雾干燥形成化学性均匀的原粉末；再经流床热 化学转化成为纳米晶WC-Co粉末 喷雾干燥和流床转化已经用来批量生产金属碳化物粉末。WC-Co粉末可在 真空或氢气氛下液相烧结成块体材料。VC或Cr3C2等碳化物相的掺杂，可 以抑制烧结过程中的晶粒长大
4
二、机械合金化技术的起源与发展
•1966年INCO`s Paul D.Merca Research Lab, Benjamin发明 背景：ThO2弥散强化镍基高温合金
•60年代末期INCO的专利律师 Ewan C. MacQueen 命名为 “Mechanical Alloying” •70年代机械合金化制备铁基、铝基ODS合金 •80年代初发现机械合金化过程的非晶化现象 •80年代中后期，发现机械合金化可制备纳米晶材料 •90年代机械合金化制备纳米材料研究高峰
微颗粒化和晶化
颗粒细化， 非晶晶化， 部分结构发生回复
合金化
活性化与粉末焊合
Mo-Si二元粉末机械合金化及其热力学分析
ｓ ｌ ｉ ｇ ｏ ｏ ｉ ｉ ｎ ｉｉ ｏ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｅ Ｇｉ ｂ ｒ ｅ ｅ ｅ ｇ ，ａ ｄ ｔ ｅ厶 Ｍ ｏ ｉ ａ ｄ ｔ Ｍ ｏ ２ａ ｅ ｏ ｖ ｎ ｆＭ ｎ Ｓ ｄ Ｓ ｎ Ｍ ｅ ｕ ｅ ｈ ｂ ｓ ｆｅ ｎ ｒ ｙ ｎ ｈ 一 Ｓ ２ ｎ － Ｓｉ ｒ ａ ｆｎ ｌ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｅ ｓｏ ｅ ｎ ｒ ｙ ｏ ｈ ｏ— ｉ ｉ ａ ｙ ｅ ｃ ｅ ｉ ｇ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｅ ｇ ｕ ｉ ｇ ｆ — ｉ ａ ｌ ｆ ｒ ｄ ａ ｈ ｔ ｒ ｄ ｅ ｅ ｇ ｆｔ ｅ Ｍ — ｎ ｒ ｘ ｅ ｄ ｎ ｈ ｃ ｉ ｔ ｎ ｒ ｙ ｄ ｒｎ ｉ ｙ Ｓ ｂ ｖ ｏ — ｎ ｒｍ ｉ ｉ ｇ ｅ ｌ ｎ ． ｌ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｍ ｏ ｉ ；ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌａ ｌ ｙ ｎ ｙ ｒｓ Ｓ２ ｃ ａ ｉ ａ ｌ ｉ ｇ；ｔ ｅ ｍｏ ｙ ａ ｉｓ ｏ ｉ ｏ ｕ ｉ ｎ ｏ ｈ ｒ ｄ ｎ ｍ ｃ ；ｓ ｌ ｓ ｌ ｔ ｄ ｏ
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Ｍｏ中的扩散 固溶 ， 有 Ｍｏ向 Ｓ 中的扩 散 固溶． 力 学计 算 结 果 表 明 ： —ｉ 元 体 系具 有 形成 也 ｉ 热 ＭｏＳ 二
非 晶 、 溶 体 及 化 合 物 的 热 力 学驱 动 力 ； ＭｏＳ 储 存 的 能 量 超 过 反 应 活 化 能 时 ， 应 生 成 ｈ 固 当 —ｉ 反
发生共晶转变时二元合金的温度
发生共晶转变时二元合金的温度
二元合金共晶转变是一种特殊的热力学过程，在这种过程中，两种不同的金属原子或化学元素，在一定的温度和压力条件下，以不同的晶体结构相互融合，形成一种新的晶体结构，称为共晶。
共晶的形成不仅取决于温度，还取决于压力。
二元合金共晶转变的温度取决于多种因素，主要有合金的成分、晶粒的尺寸和形状、合金的组织结构、合金的热处理状态以及合金的晶界能等因素。
一般情况下，合金的成分越简单，共晶转变的温度就越低，反之，合金成分越复杂，共晶转变的温度就越高。
晶粒的尺寸和形状也会影响二元合金共晶转变的温度。
当晶粒尺寸较小时，合金的共晶转变温度较低；当晶粒尺寸较大时，合金的共晶转变温度较高。
晶粒形状也会影响二元合金共晶转变的温度，大晶粒比小晶粒的共晶转变温度高。
合金的组织结构也会影响二元合金共晶转变的温度。
一般来说，合金的共晶转变温度越低，其组织结构越复杂；反之，合金的共晶转变温度越高，其组织结构越简单。
合金的热处理状态也会影响二元合金共晶转变的温度。
一般来说，经过正火处理的合金，其共晶转变温度比经过退火处理的合金要低；反之，经过正火处理的合金，其共晶转变温度比经过退火处理的合金要高。
最后，合金的晶界能也会影响二元合金共晶转变的温度。
一般来说，合金的共晶转变温度越高，其晶界能越大；反之，合金的共晶转变温度越低，其晶界能越小。
因此，二元合金共晶转变的温度取决于多种因素，只有综合考虑所有因素，才能确定共晶转变的温度。
《Zn-Cu合金高压凝固过程包晶反应与组织演变》范文
《Zn-Cu合金高压凝固过程包晶反应与组织演变》篇一一、引言在金属材料领域，合金因其优异的力学性能和良好的耐腐蚀性，一直是研究和应用的重要对象。
特别是对于Zn-Cu合金，其在高压力环境下进行凝固过程具有显著的实际意义和应用前景。
这一过程中包晶反应及组织演变的研究，对于理解合金的微观结构、性能及优化制备工艺具有重要意义。
本文将重点探讨Zn-Cu 合金在高压凝固过程中的包晶反应与组织演变。
二、Zn-Cu合金高压凝固过程在高压环境下，Zn-Cu合金的凝固过程是一个复杂的物理化学过程。
随着温度的降低和压力的增加，合金中的原子会逐渐排列成有序的晶体结构。
这一过程中，包晶反应的发生对合金的组织结构和性能具有重要影响。
三、包晶反应及其机理包晶反应是指在合金凝固过程中，固态相与液态相之间发生的相变反应。
在Zn-Cu合金中，包晶反应主要表现为α相（固溶体）与β相（其他化合物或固溶体）之间的相互作用。
随着温度和压力的变化，α相与β相在特定条件下会相互转化，形成新的相结构。
这一过程涉及原子扩散、能量传递等复杂的物理化学过程。
四、组织演变在Zn-Cu合金高压凝固过程中，组织演变主要表现为晶体结构的转变和相组成的变化。
随着凝固过程的进行，晶体结构会逐渐变得规整，晶界逐渐清晰。
同时，随着包晶反应的发生，合金中的相组成也会发生变化，形成新的相结构。
这些变化对合金的力学性能、耐腐蚀性等具有重要影响。
五、实验方法与结果分析为了研究Zn-Cu合金高压凝固过程的包晶反应与组织演变，我们采用高温高压实验设备进行实验，并利用X射线衍射、电子显微镜等手段对实验结果进行分析。
实验结果表明，在高压环境下，Zn-Cu合金的包晶反应更加明显，组织演变也更加规整。
通过分析不同温度和压力下的包晶反应和组织演变情况，我们可以更好地理解Zn-Cu合金的微观结构和性能。
六、结论本文研究了Zn-Cu合金在高压凝固过程中的包晶反应与组织演变。
实验结果表明，在高压环境下，包晶反应更加明显，组织演变也更加规整。
《Zn-Cu合金高压凝固过程包晶反应与组织演变》
《Zn-Cu合金高压凝固过程包晶反应与组织演变》篇一摘要本文着重研究了Zn-Cu合金在高压凝固过程中的包晶反应与组织演变。
通过实验观察和理论分析，深入探讨了合金在凝固过程中相变行为及微观组织结构的变化。
本文首先介绍了Zn-Cu合金的基本性质及研究意义，随后详细描述了实验方法及过程，最后对实验结果进行了深入分析并得出结论。
一、引言Zn-Cu合金作为一种重要的工程材料，其性能在很大程度上取决于其微观组织结构。
近年来，随着材料科学的发展，对Zn-Cu合金高压凝固过程中的包晶反应与组织演变的研究越来越受到关注。
通过研究这一过程，可以更好地理解合金的相变行为和微观组织结构，为优化合金性能提供理论依据。
二、Zn-Cu合金的基本性质与研究意义Zn-Cu合金具有优良的物理和机械性能，广泛应用于各种工程领域。
其相变行为和微观组织结构对合金的性能具有重要影响。
因此，研究Zn-Cu合金在高压凝固过程中的包晶反应与组织演变，对于优化合金性能、提高材料的使用寿命具有重要意义。
三、实验方法及过程1. 材料准备：选用不同成分的Zn-Cu合金作为研究对象。
2. 实验设备：使用高压凝固设备进行实验，并配备高倍显微镜用于观察微观组织结构。
3. 实验过程：在高压条件下对Zn-Cu合金进行凝固处理，记录不同温度和时间下的相变行为和组织结构变化。
四、包晶反应过程分析在Zn-Cu合金的高压凝固过程中，包晶反应是一个重要的相变过程。
当合金温度降低到一定值时，固态的锌和铜之间会发生包晶反应，生成新的相。
这一过程中，合金的微观组织结构发生显著变化，表现为晶粒的长大、相的转变等。
通过高倍显微镜观察，可以清晰地看到这一过程的变化。
五、组织演变分析在高压凝固过程中，Zn-Cu合金的组织演变表现为晶粒的长大、相的转变以及析出物的形成等。
随着温度的降低和时间的延长，晶粒逐渐长大，相的转变也逐渐明显。
同时，析出物的形成也会影响合金的微观组织结构。
这些变化对合金的性能具有重要影响。
未知显微组织样品的金相分析(Cu-Zn)
未知Cu-Zn合金样品的金相分析【摘要】本实验通过运用所学凝固及相图原理，光学显微镜的使用、定量金相、照相等表征组织的手段等实验技能，对未知显微组织合金样品的显微组织进行观察，结合合金相图对各相及组织组成物的形貌特征进行分析讨论，了解样品的冷却过程，并对样品进行定量分析以确定合金中各成分的含量。
【关键词】铜锌合金、浸蚀、人工计点、定量分析【前言】铜锌合金是一种记忆合金，俗称黄铜。
锌和铜能形成α、β、γ、δ、ε、η等六个相，工业上常用的有α黄铜、(α＋β)黄铜和β黄铜三类，含锌量一般不超过50％，根据合金成分的不同而具有不同的性能。
材料的性能取决于其组织特征，而凝固组织主要受材料成分、冷却速率和冷却方式等控制。
金属的制备加工过程几乎都要经过凝固过程，这一过程设计析出相组成、分布以及偏析等。
而相图反映了平衡状态下温度、压力和各相组成间的关系，是研究合金的重要理论基础。
了解材料转变过程中内部结构、组织、成分是如何变化的，这就要结合凝固和相图的相关知识。
本实验涉及凝固显微组织的分析、定量金相的实验技能和处理方法、体视学原理以及表征显微组织的基本方法等材料科学的基础知识，是材料科学的基础性实验，要求实验者具有扎实的实验技能，并且可以熟练运用理论知识解释相关的实验现象。
通过本实验，可培养和提高独立分析凝固显微组织的能力及综合运用所学理论和实验技术的能力。
【实验内容】制备未知显微组织合金样品，并对其显微组织进行观察，结合合金相图对各相及组织组成物的形貌特征进行分析讨论，了解样品的冷却过程，并运用人工计点法对样品进行定量分析以确定合金中各成分的含量。
一、未知显微组织的观察和记录未知显微组织样品：Cu-Zn合金查资料可知：ρCu=8.93g/cm3, ρzn=7.13g/cm31、样品的磨光和抛光将样品在预磨机上进行磨光，直至外表无划痕和磨坑，在抛光机上对样品进行抛光，使外表光洁到达显微观察的要求。
磨样和抛光时，应注意使样品外表保持适当的湿润度。
烧结温度对粉末冶金法制备M2052阻尼合金性能的影响
烧结温度对粉末冶金法制备M2052阻尼合金性能的影响∗王铸博;卢凤双;吴滨;徐然;张建福;赵栋梁;罗丰华【摘要】采用单质Mn、Cu、Ni、Fe粉末,通过反应烧结过程可制备 M2052合金.主要研究了烧结温度对密度、孔隙率和力学性能的影响,同时对烧结样品的相组成进行了分析.M2052合金在950℃烧结时基本为γ-MnCu固溶体,合金的密度为6．23 g/cm3,致密度为87．2％,抗弯强度达到了487 MPa,并具有良好的阻尼性能,不同频率下的阻尼性能表现稳定,损耗因子tanδ达到0．11~0．12.%M2052 damping alloy was prepared through reaction sintered method using high-purity simple sub-stance powders of Mn、Cu、Ni、Fe.Not only the effect of different sintering temperature on the density,porosity and mechanical properties of the sintering alloy was studied,but also the phase composition of the sintered sam-ple was analyzed.It is demonstrated that the M2052 alloy sintered at 1 223 K was essentiallyγ-MnCu solid solu-tion.The density of M2052 alloy sintered at 1 223 K was 6.23 g/cm-3 ,the relative density was 87.2% and the bending strength reach to 487 MPa.The results show that the damping capacity maintained at a very high level (tanδranges from 0.11-0.12)and the damping ability changes little as frequency increases from 0-100 Hz.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2016(047)009【总页数】5页(P9211-9215)【关键词】锰铜合金;阻尼能力;粉末冶金【作者】王铸博;卢凤双;吴滨;徐然;张建福;赵栋梁;罗丰华【作者单位】中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083;钢铁研究总院功能材料研究所，北京 100081; 精密合金技术北京市重点实验室，北京 100081;钢铁研究总院功能材料研究所，北京 100081; 精密合金技术北京市重点实验室，北京 100081;中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083;钢铁研究总院功能材料研究所，北京 100081; 精密合金技术北京市重点实验室，北京 100081;钢铁研究总院功能材料研究所，北京 100081; 精密合金技术北京市重点实验室，北京100081;中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】TG135;TG146金属材料基阻尼合金具有良好的阻尼能力和优异的力学性能，能通过材料内部的各种阻尼机制吸收外部振动能，并将其转化成热能而不可逆地耗散，从而达到对系统的减振降噪功效。
热处理对Cu-Zn-Al合金形状记忆效应的影响
热处理对Cu-Zn-Al合金形状记忆效应的影响田陆飞;王琦;刘振;石运中;贾丽莉;田磊【摘要】为提高Cu-Al形状记忆合金在应用过程中的稳定性及使用寿命,研究了在SME(ShapeMemory Effect)法训练条件下,热处理过程中不同的淬火介质对Cu-Zn-Al形状记忆合金形状记忆效应的影响.研究结果表明:使用不同的淬火介质,Cu-Zn-Al合金具有不同的形状记忆效应和不同的马氏体形貌,当淬火介质为冷水、冷油、沸水、沸油时.合金的形状记忆效应依次提高,马氏体形貌依次变得更为细小致密;随着训练次数的增加,位错增加,晶格原子有序度降低,形状记忆效应先急剧下降,后缓慢下降并趋于稳定.【期刊名称】《材料研究与应用》【年(卷),期】2011(005)001【总页数】4页(P35-38)【关键词】Cu-Zn-Al形状记忆合金;淬火介质;形状记忆效应【作者】田陆飞;王琦;刘振;石运中;贾丽莉;田磊【作者单位】济南大学材料科学与工程学院,山东,济南,250022;济南大学材料科学与工程学院,山东,济南,250022;济南大学材料科学与工程学院,山东,济南,250022;济南大学材料科学与工程学院,山东,济南,250022;济南大学材料科学与工程学院,山东,济南,250022;济南大学材料科学与工程学院,山东,济南,250022【正文语种】中文【中图分类】TG139.6形状记忆合金是利用应力和温度诱发相变的机理来实现形状记忆功能的,是一种兼有感知和驱动功能于一体的新型功能材料,因其独特的形状记忆性能,使其在航空航天业、核工业及普通工业中有着广阔的应用前景.其中铜基形状记忆合金具有材料来源广泛、造价低廉和易加工成型等优点,更具有实用意义而受到重视[1].形状记忆效应的好坏及稳定性,是决定铜基形状记忆合金工业实用性的关键指标.为了更准确更全面地认识铜基形状记忆合金,本文选用了具有代表性的Cu-Zn-A l合金作为研究对象,研究了在SM E法训练条件下,不同的淬火方式对Cu-Zn-A l合金形状记忆效应的影响,并从理论上解释了其内在的机理.实验用试样为70Cu-26Zn-4A l形状记忆合金,原料为 w(Cu)＞99%的电解铜、w(A l)＞99%的铝锭和w(Zn)＞99%的金属锌.将原料按比例置于中频感应炉中进行熔炼并制成合金铸锭,所制铸锭经扩散退火后置于850℃的箱式电炉中均匀化处理23 h,再随炉冷却,车去3 mm的外皮,然后进行锻造、轧制,把合金铸锭制成直径约为4 mm的圆棒,再将所制的圆棒冷拉成丝,在各次冷拉之间进行550℃中间退火处理,以消除加工硬化,最后一次拉伸变形后不再进行退火处理,保留冷加工态,最后将最终得到的直径为2 mm的丝,截成长为100 mm的若干段并校直.为使试样在测试前记忆的形状为直线,将校直的丝段约束在不锈钢管中,在800℃下保温10min,然后进行淬火,淬火介质分别为冷水、沸水、冷油、沸油,最后进行上淬处理,即放入沸水中时效10 min后空冷至室温.上淬的目的是为了尽量避免马氏体稳定化[2].采用SM E(Shape M emo ry Effect)训练法[3],进行形状记忆训练及测试.如图1所示,室温下将处理好的试样在自制的角度训练仪上均匀弯曲变形90°后稳定,放开约束后试样弹性回复到A处稳定,然后将试样放入沸水中,其发生单程形状记忆,回复到B处稳定.如此循环60次,每次分别记录∠A和∠B的度数.试样形状回复率η=(∠A-∠B)/∠A.1.3 微观组织制好的试样用5 g三氯化铁+15 mL盐酸+60 mL水配成的溶液腐蚀,用JPC-2C型立式金相显微镜观察试样的显微组织.2.1.1 金相组织图2为CuZnA l合金经800℃热处理后,经不同的淬火介质淬火后的金相照片.从图2可以看出,淬火后的合金组织均为典型的板条状马氏体,并且马氏体形貌取向一致.经冷水、冷油、沸水、沸油淬火后的合金,马氏体形貌依次变得更为细小,组织更为致密.2.1.2 淬火介质及训练次数对形状记忆效应的影响形状回复率η的测试结果见图3.从图3可见:当淬火介质依次为沸油、沸水、冷油、冷水时,形状回复率η依次降低,淬火介质为沸油时,形状回复率η值最高;随着训练次数的增加,四个试样训练初期的形状回复率都急剧下降,随着训练次数的增加,回复率先缓慢下降后趋于稳定.以沸油淬火试样为例,当训练次数 N＜10次时,合金的形状回复率η降低了40%,每训练1次平均降低4%;当训练次数10＜N＜60次时,合金的形状回复率η降低了30%,每训练1次平均降低0.6%;训练初期η下降幅度较大,从训练次数 N=1次至 N=60次,合金形状回复率降低了70%.在热处理过程中,由于冷却介质的不同,CuZnA l形状记忆合金会发生了B2或DO3的有序转变,转变成9R或18R马氏体,具体的转变过程为A2(无序β相)→B2(有序β2相)→DO3(有序)→18R马氏体或A2(无序β相)→B2(有序β2相)→9R马氏体[4-5].经800℃保温后淬入冷水、冷油中的合金,由于B2→DO3的转变不充分,形成了部分9R马氏体和部分18R马氏体[6-7],9R马氏体和18R马氏体会相互影响各自与母相的共格关系,从而影响其形状记忆效应;而淬入沸水、沸油中的合金,因合金组织在DO3温度区充分停留,B2几乎完全转变为DO3,冷却至Mf点以下的马氏体继承了DO3母相的有序结构,形成了18R马氏体.9R马氏体的过饱和空位浓度高于18R马氏体,而18R马氏体的有序度、致密度均高于9R马氏体[8-10],这与图2所示的金相照片相符.由于结构有序化是绝大多数形状记忆合金具有形变性能和形状记忆效应的重要条件,结构有序化程度越高,形变性能和形状记忆效应越好.因此,沸水、沸油淬火后的合金比冷水、冷油淬火后的合金具有更好的形状记忆效应.热处理制度不同会导致Cu-Zn-A l形状记忆合金的结构组织不同.文献[11]表明,在单纯的热循环中反复进行马氏体与母相间的相转变,会在母相中导入位错,而且随着循环次数的增加,位错密度也增加.这些缺陷会使部分马氏体发生稳定化,从而使合金的形状回复率降低.在本实验条件下,除了单纯热循环引起的位错滑移外,还同时存在着在马氏体状态下变形时造成的位错滑移,在使用过程中这些位错缺陷是造成合金形状回复率衰减的主要原因.在训练过程中重复进行强变形会不断引入位错,从而使母相和热弹性马氏体的有序晶格原子百分数不断降低[12-14],造成形状回复率下降.由于位错在训练初期增殖较快,所以形状回复率先急剧下降,随训练次数进一步增加,位错增加,位错间的缠结等交互作用增加,妨碍了位错进一步大量增殖[13],晶格有序度和母相与热弹性马氏体的共格关系不再受到严重破坏,因而单程记忆效应不再进一步急剧下降,而是缓慢下降并趋于稳定.(3)合金经淬火后具有典型的马氏体组织形貌,表明发生了马氏体相变.当淬火介质为冷水、冷油、沸水、沸油时,马氏体形貌依次变得更为细小,组织更为致密.(1)70Cu-26Zn-4A l合金依次经800℃热处理、不同淬火介质淬火及上淬处理后,具有不同的形状记忆效应.用沸油、沸水、冷油、冷水淬火时,合金形状回复率η依次下降,当淬火介质为沸油时,合金的形状记忆效应最好.(2)在热与应变循环过程中,随训练次数的增加,形状回复率η先急剧下降,然后缓慢下降并趋于稳定.这是由位错滑移的积累,而引起的马氏体稳定化造成的.【相关文献】[1]宋之敏,黄婉霞,刘民治.淬火保温时间对Cu-Zn-A l形状记忆合金形状记忆效应的影响[J].金属热处理,2003,28(11):28-31.[2]徐祖耀.形状记忆材料[M].上海:上海交通大学出版社,2000.[3]黄婉霞,宋之敏.(SIM+SM E)训练方法中的Cu-Zn-Al合金形状记忆效应研究[J].航空材料学报,2004,24(5):7-10.[4]陈丽萍,司乃潮.热处理对CuZnA l形状记忆合金热膨胀特性的影响[J].特种铸造及有色合金,2005,25(8):459-461.[5]李周,汪明朴,郭明星.CuZnAl形状记忆合金母相时效过程中的组织变化[J].材料热处理学报,2004,25(3):10-13.[6]陈树川,徐祖耀,杨凡,等.Cu-Zn-Al合金中马氏体稳定化与母相有序态[J].金属学报,1991,27(4):249-254.[7]宋之敏,黄婉霞.热处理对Cu-Zn-A l形状记忆合金单程形状记忆效应的影响[J].金属热处理,2004,19(4):14-17.[8]徐桂芳.热处理工艺对CuZnA l形状记忆合金组织与耐磨性能的影响[J].金属热处理,2001,26(12):40-42.[9]徐桂芳,司乃潮,李玉群.热处理工艺对铜锌铝形状记忆合金组织与滚动磨损性能的影响[J].兵器材料科学与工程,2004,27(4):28-32.[10]韩明.CuZnA l系合金热弹性马氏体相变的热滞[J].上海有色金属,1997,18(2):53-55.[11]NA KA TA Y,TADA KIT,SH IM IZU K.Thermal cycling effects in a Cu-Al-Ni shape memory alloy[J].Transactionsof the Japan Institute of Metals,1985,26(9):646-652.[12]史强军,王晓东,司乃潮.热处理对CuZnA l形状记忆合金塑性滞回耗能的影响[J].兵器材料科学与工程,2004,27(1):1-3.[13]李宁,黄姝珂,莫华强,等.预变形量和热与应变循环对CuZnA l合金形状记忆性能的影响[J].四川大学学报:工程科学版,2005,37(3):73-76.[14]漆睿,江伯鸿,徐祖耀.Cu-Zn-A l合金中马氏体的有序化对形状记忆效应的影响[J].金属学报,1998,24(4):228-235.。
5.5二元合金凝固中的成分过冷(1)
•胞的横截面为扁片状或圆柱状或规则六边形
胞状晶形成示意图 (a)胞的形状；(b)胞晶成长的纵向视图； (c)和(d)胞的横向视图；扁片状和圆柱状
4/11/2016
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材料科学与工程基础
二元合金凝固中的成分过冷（2h ）
成分过冷大小对固/液界面形状的影响
成分过冷增大 ，为胞状树 枝晶和树枝 晶
晶体成长形态 ：右边为纵截 面，左边为横 截面；
4/11/2016
成分过冷区
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材料科学与工程基础
二元合金凝固中的成分过冷（2h ）
• 随“成分过冷”程度增大 ，固溶体生长方式：
→ 平面晶
→ 胞状晶
→胞状树枝晶(柱状树枝晶)
→内部等轴晶(自由树枝晶)
4/11/2016
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材料科学与工程基础
二元合金凝固中的成分过冷（2h ）
Al-Cu合金的三种晶粒组织
mC0 (1 k0 ) Rx 1 exp (4) k0 D
界面前沿液体中的实际温度分布
T=Ti＋Gx
(5)
G：温度梯度，根据冷却速度不同具有不同的斜率
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材料科学与工程基础
二元合金际液相线温度
G2呈正温度梯度，却低于实际液 相线温度，而产生过冷区
R=0.017厘米/秒，临界温度梯度G=225℃/厘米， G<225℃/厘米时, G减小，成分过冷区增大
mC0 1 k0 G R D k0
成长速度R一定时，G减 小，成分过冷区增大
R减小，实际液相线变 平缓，成分过冷区减小
液相线愈陡，D值愈小 ，k0<1时k0值愈小，或 k0<1时k0值愈大，产生 成分过冷的倾向愈大
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维普资讯
第 ４卷 １
第 １ 期
西
安 交
通
大 学 学
报
Ｖｏ － １ № １ ｌ４
２０ ０ ７年 １ 月
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度 对 Ｃ — ｎ二 元 系 粉 末 机 械 合 金 化 的 影 响 ｕＺ
左 可胜 ，席 生岐 ，周 敬恩
（ 西安交通大学金属材料强度 国家重 点实验室 ， １ ０ ９ ７ ０ ４ ，西安 ）
摘 要 ：将 Ｃｕ４ Ｚ （ ０ 为质 量 分数 ） 一０／ ｎ ４ ９ ６ 二元 系粉 末在 一３ ０℃和 常温 下进行 高能球 磨 ， 利 用 Ｘ射 并 线衍 射 仪及 扫描 电子 显微 镜 对球磨 过 程 中的组 织演 变过 程及微 观 形貌进 行 了研 究． 究结 果表 明 ： 研 Ｃ 一０／ ｎ二 元 系粉 末的机 械合 金 化 过 程 是一 个 Ｃ ｕ４ Ｚ ９ ６ ｕ向 Ｚ ｎ中扩 散 、 固溶 与 反 应 的过 程 ， 终 产物 最
为 Ｃ ０４ｎ． （ 相 ） 少量 的 Ｚ Ｏ相 ； 温球磨 合金 粉 末 的 晶格 畸 变量 与 晶粒尺 寸都 比 常 温球 磨 ｕｌＺ ０６ａ 与 ６ 。 ｎ 低 的大 ； 常温球磨 不 同， 温球 加过 程控 制 剂 ， 与 低 避 而且 体 系
呈现脆 性一 性 特征 ． 脆
关 键词 ：机 械合 金化 ； 高能球 磨 ； 散 ； ｕＺ 扩 Ｃ — ｎ二 元 系粉 末 中图分 类号 ：ＴＦ ２ ． 文 献标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ： ２ ３９ ７ ２ ０ ） １０ ９ —５ １３ １ ０ ５ —８ Ｘ（ Ｏ ７ ０ —０ １０
Ｔｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｆｃ ｎ ｅ ｈａ ｃ ｌＡｌｏ ｉ ｇ ｏ － ｎａ ｙ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ Ｅｆｅ ｔｏ Ｍ ｃ ｎｉａ ｌ ｙ ｎ ｆＣｕ Ｚｎ Ｂｉ ｒ
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