2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、形核問題一直在金屬凝固過程研究中占有重要地位,而界面行為是影響形核的主要因素。本文主要研究Al熔體形核過程中的界面特征及其影響因素,用氣懸浮技術(shù)測得了純Al及其添加了合金元素(Ti、Ce、Sb)的合金的本征過冷度,并選用不同取向的氧化物單晶(六種取向的Al2O3和三種取向的MgO)作為基底,測定了高真空環(huán)境下異質(zhì)相基底觸發(fā)金屬熔體形核的過冷度及熔體與異質(zhì)相基底之間的潤濕角,運用SEM(Scanning Electronic Micros

2、copy),EDS(Energy Dispersive Spectrometer),XRD(X-Ray Diffraction),TEM(Transmission Electron Microscopy),HRTEM(High Resolution Transmission Electron Microscopy)等方式考察了界面微觀結(jié)構(gòu)和生成相,并基于Bramfitt的二維晶格匹配模型,異質(zhì)相外延形核等模型探討了形核相與異質(zhì)相間的晶格

3、匹配度與異質(zhì)相觸發(fā)形核的過冷度、形核機(jī)制、熔體/異質(zhì)相間潤濕性的關(guān)系以及合金元素對形核過程的影響。獲得了如下主要結(jié)果:
  1.在界面晶格錯配度較小(f<14%)的情況下,過冷度和晶格錯配度的平方成正比:與形核相晶格匹配度越好的異質(zhì)相,其觸發(fā)形核所需的過冷度越小,隨著晶格錯配度的增加,所需形核過冷度逐漸增大。而當(dāng)f>14%時,上述基體觸發(fā)熔體形核的過冷度隨著錯配度的增加而減小。
  2.通過TEM的觀察,在f<14%時,Al

4、/Al2O3的界面是平直的,新相Al直接在Al2O3的表面形核生長,未出現(xiàn)中間應(yīng)變層;在f>14%時,形核界面處發(fā)現(xiàn)一層幾十到幾百納米厚度的存在應(yīng)變的Al中間層,這層應(yīng)變層充滿微孿晶缺陷。
  3.新相和基底存在錯配時最先生成的應(yīng)變層可以通過原子的晶格畸變、引入位錯或?qū)\晶等晶體缺陷來釋放新相與基底之間的界面能。
  當(dāng)晶格錯配度f<3.1%時,界面能可以通過新相晶格的彈性畸變能和錯配能完全釋放,即Etotal=Eε+Em。<

5、br>  當(dāng)晶格錯配度在3.1%  當(dāng)晶格錯配度在5.8%  當(dāng)晶格錯配度f>14%時,界面能通過晶格的彈性應(yīng)變能和引入孿晶的孿晶能釋放,即Etotal=Es+ET。
  4. Al/MgO異質(zhì)形核體系其形核

6、過冷度不受基體MgO的晶格取向影響,其原因在于界面處生成 MgAl2O4層。該層 MgAl2O4覆蓋了整個Al/MgO界面,成為新的形核基底。因此即使采用不同的MgO基底,其得到Al熔體形核的過冷度趨于一致。
  5.合金元素的添加可以通過生成新的金屬間化合物影響形核過程,從而改變?nèi)垠w形核的過冷度及晶粒取向。
  6.對潤濕角的測量發(fā)現(xiàn) Al熔體對不同取向的單晶氧化物的潤濕性存在差異。比較連續(xù)的中間Al層對于潤濕性有很大的改

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