熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及其對(duì)凝固的影響

內(nèi)容概要

　　液態(tài)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)識(shí)與許多領(lǐng)域的科技進(jìn)步息息相關(guān)，越來(lái)越成為凝聚態(tài)物理、材料學(xué)、生命科學(xué)、冶金及化學(xué)等領(lǐng)域共同關(guān)注的探索對(duì)象。不過(guò)人們對(duì)液態(tài)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)知相對(duì)于固態(tài)和氣態(tài)而言要膚淺得多，然而近年來(lái)液態(tài)領(lǐng)域的研究取得了不少階段性成就，為人們從理論上進(jìn)一步探索液態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)本質(zhì)提供了豐富的現(xiàn)象學(xué)依據(jù)。由各類衍射技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬揭示出的種種拓?fù)浼盎瘜W(xué)短程序大大豐富了液態(tài)結(jié)構(gòu)短程有序的物理內(nèi)涵。壓力誘導(dǎo)非連續(xù)液-液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)打破了液態(tài)結(jié)構(gòu)連續(xù)漸變的傳統(tǒng)觀念；合金溫度誘導(dǎo)液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了液相線TL以上高溫區(qū)液態(tài)結(jié)構(gòu)研究的空白，而且必將對(duì)凝固微觀機(jī)制的認(rèn)識(shí)及材料的研發(fā)和加工產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。　　然而，溫度誘導(dǎo)液態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的普適性（范圍、條件及規(guī)律）及其本質(zhì)尚不清楚；此外，盡管采用”溫度處理”、”熔體過(guò)熱”及”熱速處理”等工藝方法改變凝固組織來(lái)研究固一液結(jié)構(gòu)依存關(guān)系的內(nèi)容并不鮮見(jiàn)，但溫度誘導(dǎo)液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變影響凝固行為及凝固組織方面的明確而系統(tǒng)的研究未見(jiàn)報(bào)道?！　”緯?shū)以部分二元和三元合金為研究對(duì)象，以電阻法、熱電勢(shì)法及差熱掃描分析（DSC）技術(shù)為主要研究手段，研究了二元合金Pb-Sn、Sn-Bi、Sn-Sb、 Pb-Bi、Bi-Sb和三元合金B(yǎng)i-Sb-Sn等的液態(tài)電傳輸性能隨溫度的變化關(guān)系，分析了上述合金液態(tài)性能、結(jié)構(gòu)變化的特征和機(jī)理；首次從液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變是否可逆這一角度探討了不同組元的二元合金和三元合金液態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的可逆性及其本質(zhì)?！　〈送?，根據(jù)前述研究所得結(jié)果，以液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌那腥朦c(diǎn)，研究和探討了二元合金液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)凝固行為和凝固組織的影響以及固一液結(jié)構(gòu)的依存關(guān)系?！　≈饕芯拷Y(jié)果如下： Ⅰ.本書(shū)所研究的不同組元的Pb-Sn、Sn-Bi、Sn-Sb、In-Sb、Ph-Bi、 Bi-Sb等二元合金和Bi-Sb-Sn等三元合金，除了液態(tài)In-Sb、Zn-Sn合金的連續(xù)漸變外，在首輪升溫過(guò)程中均發(fā)生了溫度誘導(dǎo)的液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，不同合金系液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的規(guī)律和特征不同?！　、?以電阻法為研究手段，發(fā)現(xiàn)了液態(tài)Sn、Bi、Sb單組元物質(zhì)在第一輪升溫過(guò)程中也具有液態(tài)結(jié)構(gòu)變化的特征，首次發(fā)現(xiàn)了液態(tài)Sn的液態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變具有部分可逆的性質(zhì)；據(jù)此，提出了含Sn的Pb-Sn、Sn-Bi、Sn-sb等二元合金和Bi-Sh-Sn等三元合金液態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變具有的可逆性特征主要與Sn的可逆性有關(guān)?！　、?含Bi或Sb的不同成分的Bi-Sb、Pb-Bi二元合金在首輪升溫過(guò)程中，液態(tài)合金電阻率一溫度曲線上均出現(xiàn)了類似純Bi和純Sb的駝峰形變化特征；而且與純Bi和純sb一樣，這種異常變化在降溫過(guò)程中均不具有可逆性。從熱力學(xué)角度分析了這種轉(zhuǎn)變的性質(zhì)和不可逆的原因。　?、?根據(jù)液態(tài)結(jié)構(gòu)變化的研究結(jié)論，以液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌那腥朦c(diǎn)，研究了Sn-Bi、Bi-Sb合金液態(tài)結(jié)構(gòu)變化對(duì)凝固行為和凝固組織的影響。結(jié)果表明經(jīng)液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變后的合金凝固過(guò)冷度提高，凝固組織明顯細(xì)化；從熱力學(xué)角度，嘗試建立了液一液結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的物理模型，并以此進(jìn)一步分析了液一固結(jié)構(gòu)依存關(guān)系。

作者簡(jiǎn)介

　　李先芬，合肥工業(yè)大學(xué)副教授，1969年出生。1991年本科畢業(yè)于哈爾濱工大學(xué)焊接工藝及設(shè)備專業(yè)，1991－1993年在合肥鍛壓機(jī)床廠工作，1996年碩士畢業(yè)于華南理工大學(xué)焊接專業(yè)，1996年至今在合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院從事教學(xué)和科研工作。2006年博士畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)材料學(xué)專業(yè)?，F(xiàn)主要從事焊接技術(shù)和液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)及性質(zhì)方面的教學(xué)與研究工作。

書(shū)籍目錄

第1章 對(duì)液態(tài)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和研究進(jìn)展1.1 對(duì)液體的一般認(rèn)識(shí)1.2 液態(tài)結(jié)構(gòu)的描述1.3 液態(tài)結(jié)構(gòu)的主要研究方法1.4 近年來(lái)液態(tài)結(jié)構(gòu)研究的新進(jìn)展1.5 液態(tài)合金的熱歷史對(duì)凝固組織及性能影響的有關(guān)研究1.6 本書(shū)主要內(nèi)容參考文獻(xiàn)第2章 電阻法研究液態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的可行性及可靠性2.1 引言2.2 電阻法的測(cè)量原理及實(shí)驗(yàn)裝置2.3 電阻法實(shí)驗(yàn)的可行性及可靠性驗(yàn)證2.4 液態(tài)電子結(jié)構(gòu)模型及電子運(yùn)輸性質(zhì)2.5 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第3章 共晶系Pb-Sn和Sn-Bi合金熔體結(jié)構(gòu)隨溫度的變化3.1 引言3.2 Pb-Sn合金電阻率隨溫度的異常變化3.3 不同成分Sn-Bi合金熔體結(jié)構(gòu)變化的電阻法研究3.4 純Pb、純Sn和純Bi的電阻率隨溫度的變化關(guān)系3.5 分析與討論3.6 共晶成分Pb-Sn合金、Sn-Bi合金熱電勢(shì)隨溫度的變化3.7 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第4章 勻晶系Bi-Sb合金及純組元Bi、Sb的熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變4.1 引言4.2 不同成分Bi-Sb合金電阻率隨溫度的變化關(guān)系及可逆性研究4.3 純Bi和純Sb的電阻率隨溫度的異常變化及其動(dòng)力學(xué)特征4.4 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第5章 Ph-Bi和In-Sb的熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及可逆性5.1 引言5.2 不同成分的In-Sb合金電阻率隨溫度的變化5.3 不同成分的Pb-Bi合金電阻率隨溫度的變化及可逆性分析5.4 不同合金系的熔體結(jié)構(gòu)變化特征比較與討論5.5 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第6章 Sn對(duì)熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變可逆性影響的探討6.1 引言6.2 一些含Sn二元合金液態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變可逆性的進(jìn)一步探討6.3 一些加Sn的三元合金液態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變可逆性探索6.4 不同合金系的液態(tài)結(jié)構(gòu)可逆變化特征簡(jiǎn)單比較6.5 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第7章 熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)凝固行為和凝固組織的影響7.1 引言7.2 凝固實(shí)驗(yàn)的保溫溫度選擇及實(shí)驗(yàn)過(guò)程7.3 熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)共晶系Sn-Bi合金的凝固組織及行為的影響7.4 熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)勻晶Bi-sblowt%合金的凝固組織及行為的影響7.5 熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變對(duì)二元合金凝固影響的模型分析7.6 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)第8章 總結(jié)與展望Ⅰ.研究工作內(nèi)容概要Ⅱ.主要研究結(jié)論Ⅲ.創(chuàng)新之處Ⅳ.尚待進(jìn)一步解決的問(wèn)題

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