強磁場下Al-Cu和Al-Mg二元金屬體系擴散行為研究.pdf

1、擴散是物質(zhì)傳輸?shù)闹匾绞?，控制原子的擴散可以改善材料的組織和性能。材料的固態(tài)相變、再結(jié)晶、晶界遷移等各種冶金現(xiàn)象都與原子的擴散密切相關(guān)。而強磁場作為一種有效控制手段對這些現(xiàn)象有明顯影響。因此，研究強磁場下的擴散不僅有助于建立和豐富強磁場材料科學(xué)理論，而且為強磁場下金屬材料的各種冶金現(xiàn)象提供理論指導(dǎo)。
　　本文利用金相顯微鏡、讀數(shù)顯微鏡、電子探針、掃描電鏡等手段研究了強磁場下液態(tài)Al/固態(tài)Cu、固態(tài)Al/固態(tài)Mg擴散偶的擴散行為，考

2、察了磁場強度、磁場方向?qū)U散的影響。通過考察擴散層厚度、界面遷移距離等從動力學(xué)角度計算了強磁場下的有效擴散系數(shù)，并且從熱力學(xué)角度計算了強磁場下的擴散常數(shù)和擴散激活能。
　　強磁場下Al-Cu液/固擴散行為研究結(jié)果表明:不論是否施加磁場，從Cu側(cè)到Al側(cè)依次生成:δ(Cu3Al2)、ξ2(Cu12Al9)及η2(CuAl)三層化合物。11.5T磁場條件下，擴散層的厚度明顯變薄。擴散層厚度與保溫時間滿足指數(shù)關(guān)系。無磁場時，擴散層的生長

3、由化學(xué)反應(yīng)和組元的擴散共同作用;而11.5T磁場條件下，組元的擴散對擴散層的生長起主要作用。強磁場主要通過增大擴散激活能來使擴散系數(shù)減小，從而阻礙Al-Cu擴散層的生長。
　　強磁場下Al/Mg固/固擴散行為研究結(jié)果表明:0T及11.5T磁場條件下，Mg、Al界面處生成γ(Mg17Al12)和β(Mg2Al3)兩層化合物。施加磁場后，擴散層變厚。擴散層厚度與保溫時間滿足指數(shù)關(guān)系。370℃時，擴散層厚度隨磁場方向的改變有顯著變化，當(dāng)