Cu、Se、Bi相互擴散行為及相變規(guī)律的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展,對于工業(yè)材料的要求也不斷的提高,這就使得在合金的物理性能,力學性能等上要得到逐步的改善,同時導致了合金在加工上越來越困難。本課題組近年來一直從事環(huán)保型易切削銅合金的研究,并制備出熱裂傾向小、產(chǎn)品拋光性能良好、焊接性能優(yōu)良的Cu-Se-Bi合金,但材料穩(wěn)定性偏差。大量實驗表明環(huán)保型易切削合金的性能不穩(wěn)定,主要由于合金中的相不穩(wěn)定造成,同時合金中各個物相對材料性能的影響尚不明確,因此對于單一物相的理化性能研究具有重要

2、意義。
　　本課題為了制備出材料性能穩(wěn)定的Cu-Se-Bi合金,通過擴散偶法與機械合金法的方式對Cu、Se、Bi體系的相變進行研究?？偨Y和分析Cu、Se、Bi體系相變過程和相變規(guī)律,得到Cu、Se、Bi體系相形成的規(guī)律,制備出Cu2Se、CuSe2、Cu3Se2、CuSe、Bi2Se3、BiSe等物相,為進一步了解Cu、Se、Bi之間物相的理化性能提供基礎,從而為制備出性能更優(yōu)良的Cu-Se-Bi合金提供理論依據(jù)。通過研究擴散時間

3、、擴散溫度、球磨時間、球磨轉(zhuǎn)速、成分配比工藝對物相的影響,得出以下結論:
　　在對于Cu/Se擴散,溫度為150℃時,形成單一擴散層物相為CuSe2;當擴散溫度為200℃時,出現(xiàn)兩層擴散層物相分別為Cu2Se、CuSe2,與熱力學計算結果相吻合。對于Cu/Se/Bi擴散,在溫度為150℃時,擴散反應相當緩慢,未形成明顯的擴散層;在溫度為250℃是優(yōu)先形成Cu2Se,這結果與熱力學計算結果相吻合。
　　在對于Cu-Se二元體系

4、球磨,當成分配比為2:1時,在球磨轉(zhuǎn)速為150r/min時不發(fā)生相變;在球磨轉(zhuǎn)速250r/min機械合金化生成相為Cu3Se2相和CuSe相;當成分配比為2:1時,在球磨轉(zhuǎn)速為350r/min機械合金化生成相為Cu2Se相。在球磨轉(zhuǎn)速為350r/min下,當成分配比為1:1,機械合金化生成CuSe相;當成分配比為1:2時,機械合金化生成相為CuSe相和CuSe2相。CuSe在球磨過程中較先形成,球磨過程中CuSe相起到一個過渡相的作用,

5、在Cu足夠的情況下進一步生成Cu3Se2,在Se足夠的情況下進一步生成CuSe2。對于Se-Bi二元體系,球磨過程中粉料Se在球磨過程中完全合金化,形成的物相為Bi2Se3相、BiSe相。當球磨轉(zhuǎn)速增至350r/min時,發(fā)生晶粒細化且晶格畸變更嚴重。
　　在對于Cu-Se-Bi三元體系球磨,在球磨轉(zhuǎn)速為250r/min下,球磨時間為30h,Cu-Se-Bi三元體系完全合金化,生成新相為Cu3Se2相、Bi2Se3相、BiSe相。