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扩散偶法研究Fe含量对Ti6Al4V组织和性能的影响（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018年第9期28卷 1714-1723页

作者：吴迪章立钢刘立斌白伟民曾丽君中南大学材料科学与工程学院长沙410083 ZIK Virtuhcon TU Bergakademie Freiberg 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室长沙410083

采用扩散偶实验方法研究Fe含量对Ti6Al4V合金显微组织和性能的影响。通过制作Ti6Al4VTi6Al4V20Fe扩散偶,在1000°C经600h扩散退火,在一个样品内获得具有连续成分梯度的合金。结合电子探针、扫描电镜和纳米压痕,确定Ti6Al4VxF e合金成分... 详细信息

采用扩散偶实验方法研究Fe含量对Ti6Al4V合金显微组织和性能的影响。通过制作Ti6Al4VTi6Al4V20Fe扩散偶,在1000°C经600h扩散退火,在一个样品内获得具有连续成分梯度的合金。结合电子探针、扫描电镜和纳米压痕,确定Ti6Al4VxF e合金成分-组织-硬度的关系。当合金中Fe含量增加到5%(质量分数)时,时效状态下合金中的α相体积分数降低到55%,同时合金具有最高的硬度,Ti6Al4V5Fe合金将是Ti6Al4Vx Fe体系中最具前景的合金。HAADF-STEM和XRD结果表明,Ti6Al4V5Fe合金在固溶淬火阶段生成纳米尺寸α''层片,这些亚稳的α''层片在随后的时效过程中逐渐长大,并作为α相的形核核心,形成稳定α相。

关键词：扩散偶 Ti6Al4VxFe合金成分组织硬度 HAADF-STEM

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扩散偶制备技术发展及其应用

贵金属 2019年第S01期40卷 62-72页

作者：毕亚男吴先月陈松谢明方继恒刘曦昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室

针对在材料科研领域已得到广泛应用的扩散偶技术,总结了扩散偶技术的特征、发展和优势,介绍了传统制备扩散偶的多种方法,以及当前较为新颖的放电等离子烧结法、激光成型、薄膜法、多元扩散节等制备高通量扩散偶的技术路线和相关技术。... 详细信息

针对在材料科研领域已得到广泛应用的扩散偶技术,总结了扩散偶技术的特征、发展和优势,介绍了传统制备扩散偶的多种方法,以及当前较为新颖的放电等离子烧结法、激光成型、薄膜法、多元扩散节等制备高通量扩散偶的技术路线和相关技术。在此基础上总结了扩散偶技术在相图测定、扩散动力学数据测定、钎焊性能研究及高通量制备技术方面的应用。最后,结合贵金属材料体系的特点对贵金属扩散偶制备的工艺提出了具体的要求及建议。

关键词：扩散偶制备方法应用高通量贵金属

二元调幅分解型合金扩散偶中自组装片层组织的生长现象（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2019年第2期29卷 349-357页

作者：卢勇崔媛媛唐巧巧王翠萍魏振帮杨水源刘兴军厦门大学材料学院厦门361005 厦门大学福建省材料基因工程重点实验室厦门361005

采用耦合弹性场的相场法对调幅分解型合金扩散偶中的片层组织生长现象进行研究,通过考虑浓度起伏和弹性各向异性模拟二元调幅分解型合金扩散偶中的组织演化。模拟结果表明:即使在较大的弹性各向异性条件下,周期性层片组织的层数随着初... 详细信息

采用耦合弹性场的相场法对调幅分解型合金扩散偶中的片层组织生长现象进行研究,通过考虑浓度起伏和弹性各向异性模拟二元调幅分解型合金扩散偶中的组织演化。模拟结果表明:即使在较大的弹性各向异性条件下,周期性层片组织的层数随着初始浓度起伏的增大而减小。片层组织生长的主要原因可归结于初始界面化学势的不连续所引起的定向扩散。

关键词：调幅分解浓度起伏相场法片层组织扩散偶

扩散偶实验研究Pd-M(M=Pt,Co,Ni)二元系的物相

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贵金属 2021年第4期42卷 15-20页

作者：胡洁琼谢明陈永泰杨有才方继恒昆明贵金属研究所昆明贵研新材料科技有限公司昆明650106

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PdPt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... 详细信息

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PdPt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Pd_(7.4)Co_(92.6)的合金;Pd-Ni体系只生成了Pd-Ni固溶体。

关键词：金属材料 Pd-M(M=Pt,Co,Ni)体系扩散偶相平衡相图

Fe-x%Mn/Super Dyma扩散偶中Fe-Al合金层的生长行为

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稀有金属 2019年第7期43卷 719-726页

作者：王建华马坤刘亚涂浩苏旭平常州大学江苏省材料表面科学与技术重点实验室江苏省光伏科学与工程协同创新中心

Super Dyma锌铝镁硅合金镀层具有优良的耐腐蚀性能,在热浸镀锌工业中备受关注。为弄清锰元素对热浸镀Super Dyma合金镀层组织的影响,将Fe-x%Mn/Super Dyma固-液扩散偶在500, 550, 600和650℃分别进行10, 15, 20, 25和30 min的扩散退火,... 详细信息

Super Dyma锌铝镁硅合金镀层具有优良的耐腐蚀性能,在热浸镀锌工业中备受关注。为弄清锰元素对热浸镀Super Dyma合金镀层组织的影响,将Fe-x%Mn/Super Dyma固-液扩散偶在500, 550, 600和650℃分别进行10, 15, 20, 25和30 min的扩散退火,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等仪器研究了该扩散偶中合金层的相组成及其生长规律。研究结果表明:Fe-x%Mn/Super Dyma固-液扩散偶中的合金层由Fe2Al5相和FeAl3相组成, Fe-Al合金层呈现抛物线生长规律,其生长受铁和铝原子扩散控制;随着扩散反应温度的提高, Fe-Al合金层的厚度明显增加;铁基合金中的锰元素具有抑制Fe-x%Mn/Super Dyma固-液扩散偶中Fe-Al合金层生长的作用,当锰含量为0.9%(质量分数)时,锰元素对扩散偶中Fe-Al合金层生长的抑制作用最明显。在热浸镀Super Dyma合金镀层时,最佳热浸镀温度温度为550~600℃。为得到合适的镀层厚度,可依据热浸镀温度确定合适的热浸镀时间和钢中的锰含量。

关键词： Super Dyma镀锌合金热浸镀锌扩散偶工艺参数合金层生长

Cu-Ni-Sn扩散偶的界面过渡层固相序列分析

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稀有金属 2017年第2期41卷 140-145页

作者：赵洋黄国杰王建伟北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088

铍铜合金性能优异,但潜存毒性危害,Cu-Ni-Sn合金是一种典型的调幅分解强化型弹性铜合金,凭借其高的强度、硬度、弹性和优良的抗应力松弛性能,广泛应用于电子、航天、航海等领域,是替代铍铜的候选材料之一。然而Cu-Ni-Sn合金体系复杂,不... 详细信息

铍铜合金性能优异,但潜存毒性危害,Cu-Ni-Sn合金是一种典型的调幅分解强化型弹性铜合金,凭借其高的强度、硬度、弹性和优良的抗应力松弛性能,广泛应用于电子、航天、航海等领域,是替代铍铜的候选材料之一。然而Cu-Ni-Sn合金体系复杂,不同成分合金的性能差异较大,传统的研究材料的方法,一次只能研究一种或几种成分的合金,因此本文选择了"扩散多元节"高通量实验方法对Cu-Ni-Sn合金进行研究。本文采用CALPHAD相图计算手段,计算了Cu,Ni和Sn元素在相变过程中的活度变化曲线,根据元素活度在合金相中的范围大小对Cu-Ni-Sn三元扩散偶的Cu-Ni,Cu-Cu35Sn和Ni-Cu35Sn各个界面的固相序列进行了理论优化。通过Cu-Ni-Sn三元扩散偶实验,获得了CuNi,Cu-Cu35Sn和Ni-Cu35Sn扩散界面的过渡层组织形貌,结合理论计算结果,得到了可能的界面固相序列。在650℃条件下,Cu-Ni界面处仅有fcc_A1相的过渡层;Cu-Cu35Sn界面过渡层固相序列自富Cu端为fcc_A1→D03_Cu3Sn/Cu3Sn;Ni-Cu35Sn界面的固相序列自富Ni端为fcc_A1+Ni3Sn_LT→fcc_A1+Ni3Sn2→Ni3Sn2+D03_Cu3Sn/Cu3Sn。

关键词： Cu-Ni-Sn 扩散偶界面固相序列

Al/Sn二元扩散偶相界面扩散溶解层的形成机理

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中国有色金属学报 2013年第3期23卷 816-821页

作者：马会宇竺培显周生刚韩朝辉昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

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... 详细信息

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。

关键词： Al Sn 扩散偶界面扩散溶解层形成机理

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扩散偶界面周期性层片组织的相场法研究

扩散偶界面周期性层片组织的相场法研究

作者：崔媛媛厦门大学

学位级别：硕士

材料的界面在材料设计和性能控制中具有重要的作用,界面微观组织决定着材料的局部或整体性能。目前,扩散偶实验仍然是研究两种合金界面成分和结构的一种非常有效的手段。近年来,扩散偶界面附近形成的周期性层片组织在金属、半导体和陶... 详细信息

材料的界面在材料设计和性能控制中具有重要的作用,界面微观组织决定着材料的局部或整体性能。目前,扩散偶实验仍然是研究两种合金界面成分和结构的一种非常有效的手段。近年来,扩散偶界面附近形成的周期性层片组织在金属、半导体和陶瓷等材料中被广泛报道,鉴于这种界面组织对材料的性能有很大的影响,因此开展扩散偶界面周期性层片组织的演化规律研究对优化材料的界面组织和性能具有重要意义。本论文以合金扩散偶为研究对象,采用相场方法分别对二元和三元调幅分解型合金,以及三元多相合金扩散偶的界面周期性层片组织演化进行了模拟,研究了初始成分、弹性各向异性、原子迁移率、界面初始浓度差等因素对扩散偶界面周期性层片组织的影响。主要结论如下:(1)采用相场方法,模拟了温度引起的初始浓度起伏和不同弹性各向异性条件下,二元调幅分解型合金扩散偶界面微观组织的演化情况,考察了初始浓度起伏、弹性各向异性等因素对扩散偶界面周期性层片组织的影响。结果表明:温度所引起的初始浓度起伏对二元调幅分解型合金扩散偶界面周期性层片组织具有重要影响,低温下相对较小的浓度起伏会导致界面演化出多个周期的层片组织;合金的弹性各向异性较大时,界面附近的周期性层片组织的层数和远离界面的内部组织的分布会受到弹性应变场的影响;当弹性各向异性导致的优势生长方向与扩散偶界面平行时,有利于界面形成更多的周期性层片组织。此外,当两种分解相的体积分数差异较大时,不利于周期性层片组织的形成。(2)采用相场方法,通过对三元调幅分解型合金扩散偶界面周期性层片组织演化的模拟,研究了温度引起的初始浓度起伏、界面初始浓度差和组元原子迁移率的大小对扩散偶界面周期性层片组织的影响。研究结果表明:三元调幅分解型合金扩散偶界面的周期性层片组织的片层数量随着初始浓度起伏值的减小而增加;界面初始浓度差和组元原子迁移率的大小对扩散偶界面周期性层片组织的层数影响较小,但对层片组织的形成时间和粗化过程影响较大;原子迁移率越大,周期性层片组织的形成和消失越快。(3)采用多相场模型对三元多相合金扩散偶界面周期性层片组织的演化过程进行了模拟。分析了三元多相合金体系二元化合物相和三元中间化合物相在界面处的析出顺序,研究了各化合物相形核位置对界面组织的影响。研究结果表明:原始扩散偶界面处中间化合物相的析出顺序与溶质元素在其中的扩散速率有关,扩散速率越大,新析出相的界面迁移速率也越大;溶质元素扩散速率差异导致中间化合物无论在界面相相区内形核还是在界面处形核都可以形成周期性层片组织;扩散偶界面相区内形核长大所形成周期性层片组织的机理与实验结果一致,该组织的形成是由于扩散反应以及元素扩散速率的差异造成的。

关键词：周期性层片组织调幅分解多相合金扩散偶相场法

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镁铜扩散偶界面扩散层显微组织研究

热加工工艺 2018年第1期47卷 45-48页

作者：韩赟杜双明西安科技大学材料科学与工程学院

采用铆钉法制备了Mg/Cu二元扩散偶,并将其置于管式气氛炉中进行扩散反应,利用SEM和EDS分析研究了扩散层的显微组织特征。结果表明,在430~450℃之间,Mg/Cu二元扩散偶的界面反应层组织包括Mg基体扩散区、Cu2Mg化合物区和Cu基体扩散区,其... 详细信息

采用铆钉法制备了Mg/Cu二元扩散偶,并将其置于管式气氛炉中进行扩散反应,利用SEM和EDS分析研究了扩散层的显微组织特征。结果表明,在430~450℃之间,Mg/Cu二元扩散偶的界面反应层组织包括Mg基体扩散区、Cu2Mg化合物区和Cu基体扩散区,其中Mg基体扩散区由α-Mg及沿其晶界分布的颗粒状Mg2Cu组成。485℃热扩散4h后,Mg/Cu扩散偶的界面反应层组织由Mg基体扩散区、（α-Mg＋Mg2Cu）共晶层和Cu基体扩散层。金属间化合物的厚度随保温时间的增大呈抛物线增长。扩散区硬度明显高于两侧母材,485℃以下时,硬度最大值出现在靠近铜基体一侧,485℃时,扩散区硬度的最大值出现在共晶组织区。

关键词： Mg/Cu异种金属扩散偶界面扩散层显微组织显微硬度