Al-Cu-Fe准晶凝固过程的动力学

根据经典的形核理论,对准晶I相及其晶体近似相R相,采用所提出的自由能计算模型,计算并比较了非均质形核方式下的准晶I相及其晶体近似相R相的形核功及形核率。分析表明,从小的过冷直到准晶I相平衡液相面温度(TL=1130K)下150K的过冷范围,准晶I相都会首先形核,而其晶体近似相R相不具备从液相中初生形核的动力学条件。

合金成分对Mg-Zn-Y合金准晶形貌和体积分数的影响

利用铁模铸造法制备Zn/Y=6:1(原子比)的Mg-Zn-Y合金,通过XRD,SEM,EDS,TEM和DSC等研究合金成分对Mg-Zn-Y合金相组成、Mg_3Zn_6Y准晶相(准晶Ⅰ相)形貌和体积分数的影响。结果表明:Mg-Zn-Y合金的相组成、准晶Ⅰ相形貌、体积分数及其生成反应与合金成分密切相关。随着合金中Zn和Y元素含量的减少,准晶Ⅰ相的形成反应由单一的包晶反应到包-共晶反应再到完全共晶反应。当合金中Y含量≥7%(原子分数,下同)时,合金由(Mg, Zn)_5Y、准晶Ⅰ相、Mg_2Zn_3和Mg_7Zn_3相组成,且以叠层状形式分布在合金组织中。合金在凝固过程中通过包晶反应形成多边形块状准晶Ⅰ相;当Y含量<7%时,合金中除(Mg, Zn)_5Y、准晶Ⅰ相和Mg_7Zn_3相外,还析出了Mg相。当合金中Y含量在5%～7%时,准晶Ⅰ相通过包晶和共晶反应生成,以共晶反应为主。当Y含量≤4%时,准晶Ⅰ相完全通过共晶反应形成(Mg+I-phase)层片状共晶组织。所研究的合金中均生成了体积分数大于27%的准晶Ⅰ相,Mg_(30)Zn_(60)Y_(10)合金中准晶Ⅰ相的体积分数最高,约为77%。

Al-Cu-Fe-Ce准晶中间合金的显微组织及热膨胀系数研究

针对准晶材料的脆性问题,通过常规铸造法制备了四元(Al_(63)Cu_(25)Fe_(12))_(100-x)Ce_(x)(原子数分数x=2,3,5,7)准晶中间合金,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)等,分析了铈含量对合金组织及热膨胀系数的影响。结果表明:随着铈含量的增加,合金中的二十面体准晶I相的含量逐渐降低,含铈相发生一定程度的富集和粗化,当铈含量增加至7%时,合金中细小分布的不规则块状Al_(13)Ce_(2)Cu_(13)相明显减少,出现了团絮状的Al_(8)CeCu_(4)相;且随着铈含量的增加,合金的热膨胀系数先降低后又升高,含铈量为5%时,合金的热膨胀系数达到最小值。