多元低熔點共晶合金的凝固組織結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、低熔點合金在加工制造、相變儲能、電工電子自動控制、連續(xù)鑄造模擬、焊接、測量等許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。尤其是共晶成分，在已公開應(yīng)用的低熔點合金成分中占據(jù)了很大的比例。這是由于低熔點共晶合金具有單一熔點、優(yōu)異的鑄造性能和良好的組織穩(wěn)定性。然而，目前有關(guān)多元低熔點共晶合金基本的微觀組織特征和物化性能方面的資料幾乎處于空白，如組織形貌、相組成、確切的熔點、熔化焓和密度等文獻資料極為缺乏，其明確的成分也僅能在少數(shù)幾篇上世紀中期出版的俄文、日文等資

2、料中查到。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的極端缺乏嚴重的阻礙了低熔點合金的發(fā)展和應(yīng)用。
　　本論文采用真空感應(yīng)熔煉制備了文獻中報道中的13種多元低熔點共晶合金。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射分析技術(shù)(XRD)、能譜分析(EDS)、差示掃描量熱儀(DSC)以及密度計等設(shè)備對這些多元低熔點共晶合金的微觀組織結(jié)構(gòu)、相組成、熱力學(xué)參數(shù)及密度等進行了深入的分析和研究。第一次明確的給出了文獻報道的13種多元低熔點共晶合金的微觀組織形貌、相組成、熔化焓

3、等基本的物化數(shù)據(jù)，并澄清了確切的熔點。
　　隨著環(huán)境保護的需要，具有較低Pb和Cd含量或不含Pb和Cd元素的多元低熔點合金越來越受到工業(yè)界的重視和青睞，鑒于此，在對已有低熔點共晶合金成分做了深入研究的基礎(chǔ)上，本課題還設(shè)計了符合環(huán)保發(fā)展要求的一個不含Pb和Cd元素以及一個具有較低含Pb量的兩個多元低熔點共晶合金的新成分:In30Sn10Bi10Zn10(at.％)和In30Sn15Bi30Cd10Zn15(at.％)，并研究了其凝固

4、組織、相組成以及物化性能，研究結(jié)果如下:
　　(1) In30Sn10Bi10Zn10合金是具有復(fù)雜規(guī)則結(jié)構(gòu)的四元共晶合金，包含Sn-(In，Bi，Zn)固溶體相、BiIn2化合物相以及Zn-(In，Bi)固溶體相，合金的熔點為59.32℃，熔化潛熱為13.82 J/g，密度為7.919g/cm3。
　　(2) In30Sn15Bi30Cd10Zn15合金是具有復(fù)雜規(guī)則結(jié)構(gòu)的五元亞共晶合金，包含Zn固溶體相、BiIn化合物相