Sn-Bi系與Pb-30﹪Sb合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的可逆性及其對凝固的影響.pdf

1、在材料的凝固及晶體生長的工程實(shí)踐及研究中，人們早就發(fā)現(xiàn)了液.固遺傳現(xiàn)象，以及固體的結(jié)構(gòu)和性能與其母相液體的熱歷史相關(guān)性.近年，人們探索了對熔體進(jìn)行諸如"過熱"、"溫度處理 "、"熱速處理"等工藝方法，取得了一些可喜進(jìn)展.然而，雖然人們將凝固行為及組織的不同歸結(jié)為與熔體結(jié)構(gòu)的相關(guān)性，但對其內(nèi)在規(guī)律及本質(zhì)并不十分清楚，工藝探索上往往也就存在一定盲目性.本文研究了Sn-Bi系合金及Pb-30﹪Sb合金的電阻率溫度特性，探討了合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及

2、其可逆性，并探索了由此而引起的凝固行為、凝固組織的影響及作用規(guī)律.主要內(nèi)容及結(jié)論如下: (1)通過五種成份Sn-Bi系合金及純Sn和純Bi電阻率溫度特性的研究，發(fā)現(xiàn)在液相線上特定溫度范圍內(nèi)均會發(fā)生溫度誘導(dǎo)液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；且該合金系中所發(fā)生的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變在隨后的降溫過程中部分可逆. (2)分析認(rèn)為主要與Sn相關(guān)，因液態(tài)Sn中存在兩種不同性質(zhì)的短程序結(jié)構(gòu):一種是不可逆的短程序結(jié)構(gòu)，它表現(xiàn)為某種亞穩(wěn)態(tài)的團(tuán)簇；另一種是可逆的短程序結(jié)

3、構(gòu)，它表現(xiàn)為呈四面體結(jié)構(gòu)的Sn-Sn共價(jià)鍵團(tuán)簇. (3)以發(fā)生液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)間為參考，選取兩溫度(液-液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變前，液-液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變后)作為合金的熔煉保溫溫度，通過對Sn-Bi系三種成分合金的凝固實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化后的熔體凝固過冷度增大，從而使得臨界形核半徑減小，形核率增大，晶體生長速度減小，還會使溶質(zhì)有效分配系數(shù)減小.最終結(jié)果使得凝固組織細(xì)化，并影響組織的偏析. (4)通過Pb-30﹪Sb合金電阻率研究，

4、發(fā)現(xiàn)該合金在843-1020℃范圍內(nèi)發(fā)生熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變且不可逆，并且結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變后的Pb-30﹪Sb熔體凝固行為發(fā)生顯著變化，再次驗(yàn)證了溫度誘導(dǎo)熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對凝固有較大的影響. 熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變在Sn-Bi系合金的可逆現(xiàn)象以及Pb-30﹪Sb合金中的不可逆現(xiàn)象，揭示了溫度誘導(dǎo)的液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變在不同系統(tǒng)中呈現(xiàn)出相異的特征屬性和規(guī)律，對"溫度誘導(dǎo)非連續(xù)液.液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變"規(guī)律和性質(zhì)的整體認(rèn)知有重要意義.此外，依據(jù)熔體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及其變化特點(diǎn)等方面的