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Ni_3Si/Zn扩散偶周期层片结构的研究

作　者: 刘灿
导　师: 苏旭平
学　校: 湘潭大学
专　业: 材料学
关键词: 周期层片型结构 Zn-Ni-Si体系 相关系 扩散偶
分类号: TG113.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


荷兰学者Osinski在扩散偶Fe3Si/Zn反应扩散区发现了周期相层交替的层片显微组织,称之为固态周期层片结构。这一发现吸引了很多学者的注视,科学家开展了许多探索性的研究。但是,对其形成的机理还存在许多争论。许多现象还需进一步澄清。由于相图是材料科学研究的基础,本论文通过相关系的测定,利用扩散通道、界面反应理论对周期层片型结构进行研究。本工作完善了Zn-Ni-Si三元系富锌角450℃等温截面并测定了Zn-Ni-Si三元系富锌角500℃等温截面。实验采用平衡合金法,利用扫描电镜和能谱仪以及X射线仪等手段,在Zn-Ni-Si三元系富锌角450℃等温截面的实验测定中证实了该相图中出现的3个三相区,即:Liq.+ NiSi2+Si、Liq.+NiSi2+T和Liq.+δ+T,并且进一步测定出了γ+Τ+β1和γ+Τ+δ两个三相区。实验证实了三元相Τ相的存在,并且测定其成分为Ni2Zn3Si。Zn-Ni-Si三元系富锌角500℃等温截面与450℃等温截面相比较,由于没有δ相的出现,因此相关系要简单一些,实验结果表明:该相图包含有4个三相区,即:Liq.+ NiSi2+Si、Liq.+NiSi2+T、Liq+γ+Τ和γ+Τ+β1;6个两相区,即:Liq.+Si、Liq.+NiSi2、NiSi2+Si、Liq.+T、NiSi2+T和γ+T。开展了扩散偶实验,在Ni3Si/Zn固固扩散偶和Ni3Si/Zn固液扩散偶中均观察到周期层片结构的出现。通过SEM-EDS技术分析可知:Ni3Si/Zn扩散偶中出现的周期层片结构由γ相（Zn3Ni）和T相（Ni2Zn3Si）组成。根据Zn-Ni-Si三元系相关系,利用扩散通道理论,初步分析了周期层片结构形成的机理,提出双相层是γ相在靠近Ni3Si/Τ相界面的Τ相形核和长大形成新的γ+T双相层的假设。即当Ni的浓度达到γ相形核所需的浓度时,γ相从Τ相中以颗粒状析出,积聚并连接成带状,将Τ相分开,最后形成新的双相层。若此过程周期性的发生,便形成了周期层片型结构。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章 引言  10-11
第2章 文献综述  11-26
  2.1 周期层片型结构的研究背景  11-15
  2.2 目前已存在的形成机理  15-18
  2.3 相图的测定以及Zn-Ni-Si三元系的研究现状  18-23
    2.3.1 相图的概述  18
    2.3.2 相图的测定  18-20
    2.3.3 Zn-Ni-Si三元系的研究现状  20-23
  2.4 扩散偶技术及其发展现状  23-25
    2.4.1 扩散偶技术的发展以及应用  23
    2.4.2 扩散偶的制作方法  23-24
    2.4.3 扩散偶方法相形成的特点  24-25
  2.5 研究目标及内容  25-26
    2.5.1 研究目标  25
    2.5.2 研究内容  25-26
第3章 实验方法  26-31
  3.1 相图的测定方法  26-28
    3.1.1 实验条件  26-27
    3.1.2 样品的制备及均匀化处理  27-28
  3.2 扩散偶实验  28-30
    3.2.1 扩散偶体系的选择  28
    3.2.2 扩散偶的制备  28-30
  3.3 样品的观察与分析  30-31
第4章 Zn-Ni-Si三元系等温截面的测定  31-42
  4.1 Zn-Ni-Si三元系450℃富锌角等温截面的完善  31-35
  4.2 Zn-Ni-Si三元系500℃富锌角等温截面的测定  35-41
  4.3 本章 小结  41-42
第5章 周期层片结构形成机理探究  42-51
  5.1 扩散偶实验结果与讨论  42-44
    5.1.1 Zn/Ni_3Si 固态扩散偶  42-43
    5.1.2 Zn/Ni_3Si 固液扩散偶  43-44
  5.2 周期层片型结构形成机理的研究  44-48
  5.3 周期层片型结构的动力学定性分析  48
  5.4 周期层片型结构的动力学定量分析  48-49
  5.5 本章 小结  49-51
第6章 总结与展望  51-53
  6.1 论文总结  51-52
  6.2 工作展望  52-53
参考文献  53-57
致谢  57-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属学（物理冶金） > 金相学（金属的组织与性能） > 金属的组织
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