強磁場作用下鋁銅合金的擴散及時效析出行為.pdf

1、極端條件在科學研究中一直具有重要的學術價值。強磁場可以改變一個系統(tǒng)的物理狀態(tài)(粒子的運動和能量量子化)，而使其引起科研工作者的濃厚興趣。本文以鋁-銅擴散偶和Al-4﹪Cu合金時效析出過程為研究對象，探討了強磁場作用下鋁銅擴散偶的原子擴散與合金時效析出的組織結構和力學性能及強磁場作用機理等問題。 文中利用金相顯微鏡、電子探針、透射電鏡和X射線衍射儀等手段研究了強磁場對組織性能和原子擴散的影響。研究結果表明：強磁場作用改變了Cu(A

2、l)原子的擴散速度。對于鋁-銅擴散偶而言，在溫度和時間相同的條件下，當擴散方向與磁場方向垂直時，施加強磁場后原子的擴散距離增加近10倍；當擴散方向與磁場方向平行時，原子的擴散速度幾乎沒有變化。研究表明：強磁場使α-Al晶界附近Cu原子偏聚區(qū)明顯加寬，出現(xiàn)清晰的“富Cu臺階”，而相同條件下沒有施加強磁場作用時，晶界附近沒有富Cu偏聚區(qū)。研究還發(fā)現(xiàn)強磁場作用使Al-4﹪Cu合金時效析出組織具有明顯的旋轉取向和聚集效應，隨著磁場強度的增大，這

3、種旋轉取向和聚集效應增強，聚集的條狀析出相呈黑，長形態(tài)。當施加10T強磁場后，析出相大多聚集成串，而且基本上在兩個方向平行排列，且兩個方向近乎垂直，此外，在薄區(qū)邊緣聚集了很多的析出相。無磁場時，析出相呈彌散分布且基本上無聚集成串現(xiàn)象，也無方向性；與無磁場時相比，同樣溫度和時間條件下，強磁場細化了析出相組織。從強磁場對合金的力學性能影響來看,施加強磁場后合金硬度都有明顯的提高。在完全析出穩(wěn)定相前，由于Cu原子的擴散速度加快,使合金硬化相G