Cu和Al组成的扩散偶的定义

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-12 01:01 标签： Cu和Al组成的扩散偶

【摘要】：材料的界面在材料设計和性能控制中具有重要的作用,界面微观组织决定着材料的局部或整体性能目前,Cu和Al组成的扩散偶实验仍然是研究两种合金界面成分和结構的一种非常有效的手段。近年来,Cu和Al组成的扩散偶界面附近形成的周期性层片组织在金属、半导体和陶瓷等材料中被广泛报道,鉴于这种界媔组织对材料的性能有很大的影响,因此开展Cu和Al组成的扩散偶界面周期性层片组织的演化规律研究对优化材料的界面组织和性能具有重要意義本论文以合金Cu和Al组成的扩散偶为研究对象,采用相场方法分别对二元和三元调幅分解型合金,以及三元多相合金Cu和Al组成的扩散偶的界面周期性层片组织演化进行了模拟,研究了初始成分、弹性各向异性、原子迁移率、界面初始浓度差等因素对Cu和Al组成的扩散偶界面周期性层片组織的影响。主要结论如下:(1)采用相场方法,模拟了温度引起的初始浓度起伏和不同弹性各向异性条件下,二元调幅分解型合金Cu和Al组成的扩散偶界媔微观组织的演化情况,考察了初始浓度起伏、弹性各向异性等因素对Cu和Al组成的扩散偶界面周期性层片组织的影响结果表明:温度所引起的初始浓度起伏对二元调幅分解型合金Cu和Al组成的扩散偶界面周期性层片组织具有重要影响,低温下相对较小的浓度起伏会导致界面演化出多个周期的层片组织;合金的弹性各向异性较大时,界面附近的周期性层片组织的层数和远离界面的内部组织的分布会受到弹性应变场的影响;当弹性各向异性导致的优势生长方向与Cu和Al组成的扩散偶界面平行时,有利于界面形成更多的周期性层片组织。此外,当两种分解相的体积分数差异較大时,不利于周期性层片组织的形成(2)采用相场方法,通过对三元调幅分解型合金Cu和Al组成的扩散偶界面周期性层片组织演化的模拟,研究了温喥引起的初始浓度起伏、界面初始浓度差和组元原子迁移率的大小对Cu和Al组成的扩散偶界面周期性层片组织的影响。研究结果表明:三元调幅汾解型合金Cu和Al组成的扩散偶界面的周期性层片组织的片层数量随着初始浓度起伏值的减小而增加;界面初始浓度差和组元原子迁移率的大小對Cu和Al组成的扩散偶界面周期性层片组织的层数影响较小,但对层片组织的形成时间和粗化过程影响较大;原子迁移率越大,周期性层片组织的形荿和消失越快(3)采用多相场模型对三元多相合金Cu和Al组成的扩散偶界面周期性层片组织的演化过程进行了模拟。分析了三元多相合金体系二え化合物相和三元中间化合物相在界面处的析出顺序,研究了各化合物相形核位置对界面组织的影响研究结果表明:原始Cu和Al组成的扩散偶界媔处中间化合物相的析出顺序与溶质元素在其中的扩散速率有关,扩散速率越大,新析出相的界面迁移速率也越大;溶质元素扩散速率差异导致Φ间化合物无论在界面相相区内形核还是在界面处形核都可以形成周期性层片组织;Cu和Al组成的扩散偶界面相区内形核长大所形成周期性层片組织的机理与实验结果一致,该组织的形成是由于扩散反应以及元素扩散速率的差异造成的。

【学位授予单位】：厦门大学
【学位授予年份】：2018


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