一、近熔点液态纯铁和Fe-C二元合金的微观结构（论文文献综述）
宋琳[1]（2020）在《纯金属及二元合金熔体团簇结构的研究》文中进行了进一步梳理金属的熔体状态是绝大多数金属材料/金属制品制备的必经状态。金属材料的微观结构和物理化学性质通常与其熔体的成分和结构密切相关。因此,研究熔体结构对于设计和制备新型结构和功能材料具有重要的意义。本文建立了一种描述热力学稳定态的金属熔体团族结构模型-Wulff团簇模型,该模型首次应用于描述金属熔体的结构特征,并实现了对形核之前团簇结构及尺寸的变化的研宄,为在原子层次上揭示形核机理提供了理论基础。具体的内容如下:首先,通过对纯金属A1和Cu高温X射线衍射（HTXRD）结果的分析,提出了一种新的描述熔体团簇结构的模型,团簇结构的形状由不同晶面群的表面能决定,该表面能则是采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）计算完成,团簇的内部结构保留有固态时的晶体结构,而团簇尺寸是由高温X射线衍射强度经傅里叶变换得到的双体分布函数（Pair distribution function,PDF）g（r）来确定的。该模型结构的模拟X衍射强度曲线与实验结果吻合良好,包括峰的位置和宽度及第一峰和第二峰的相对强度。这些结果表明,该团簇模型可以很好地描述纯金属熔体的结构性质。不仅如此,该模型也成功解释了纯A1在固液相变前后出现的主峰偏离现象。第二,通过提出限定性条件,（1.假设二元合金中两种金属熔体的团簇结构尺寸比较接近;2.在满足热力学平衡统计的条件下,将二者的团簇分开独立研宄;3.假设二元合金熔体中团簇数目比例与合金原子成分比例保持一致）将Wulff团簇模型推广到二元匀晶合金熔体中（Cu-Ni和Ag-Au）。在液相线以上高温区间内,实验和模拟的XRD结果在第一峰和第二峰的角度和位置等方面都吻合良好;而在液固混合相区附近的低温区,模拟结果存在着第二峰位置偏移和强度差异。在考虑到高熔点金属优先形核而导致的结构和成分比例变化并经过合理的修正后,模拟的第二峰与实验值吻合良好。这也反映了在液固混合相区附近,高熔点金属生长过程的开始。第三,将Wulff团族模型应用于二元共晶合金熔体中,也提出了相关限定性条件（1.假设合金熔体中的两种金属的团簇模型尺寸比较接近;2.假设两种元素完全不互溶,将二者的团簇分开独立研宄;3.假设合金熔体中团簇数目的比例与合金原子成分比例保持一致）。在此基础上选取了金属-金属类（Ag-Cu）以及金属-非金属类（Al-Si）共晶合金展开研究。主要结果如下:两种共晶合金在液相线以上的高温区模拟结果与实验结果均吻合良好,证明了 Wulff团簇模型应用于共晶合金的高温区是成功的。但是Al-Si合金熔体在共晶点附近的低温区则产生了第二峰的强度和位置偏移的情况。将模拟结果进行结构修正后与实验结果吻合良好,从侧面表现出Si团簇在形核前的生长过程。对于Ag-Cu合金在液相线附近未出现第二峰的强度与位置偏移,推测主要是由于Ag-Cu两种团簇互相抑制形核导致。第四,将Wulff团簇模型应用于二元金属间化合物（FeAl）体系中,并研究其形核前的生长过程。首先研究了其缺陷与电子结构,力学性能的关系,得到了微观结构、电子特性与宏观力学性能的对应关系。结果表明,铁原子空位（VFe）结构更稳定且倾向于聚集在一起。FeAl金属间化合物的杨氏模量和弹性常数会随着空位浓度的增加而下降,并且力学性能会发生从脆性到韧性的转变。随后根据化学势建立了 FeAl金属间化合物熔体团簇的Wulff结构模型,得到了在不同成分范围内熔体的团簇结构的变化趋势。提出了基于晶面族排列顺序的准静态生长模型,该模型忽略了整层原子的形成方式,着眼于层与层之间的相对位置与势垒等方面,得出FeAl金属间化合物原子团簇生长过程的一系列中间态。通过计算Al/Fe原子在最稳定的（100）表面的浓度变化趋势,以及模拟吸附在这两种表面上的最稳定原子层,初步验证了该模型的合理性。
牟刚[2]（2020）在《TC4/304L异种材料CMT焊接接头界面组织调控及性能研究》文中研究表明TC4（Ti6Al4V）钛合金由于具有密度小,强度高等特点,广泛应用于航空航天、医药化工等领域。304L（00Cr19Ni10）不锈钢因其综合力学性能和经济性良好也是工业中常用的钢种。随着工业技术的发展,对材料的需求更加多样,如大型核电站的核废料的处理设备,存贮装置,发动机燃料贮存箱等需要实现钛合金与不锈钢的高强度连接。然而二者物理性能差异较大和难以避免的Ti Fe、Ti Fe2脆性金属间化合物成为连接过程中亟待解决的关键问题。因此本文以TC4/304L异种材料冷金属过渡（CMT）焊接接头为研究对象,综合能量调控和冶金调控,优化接头界面组织,实现高效率低成本的高强度连接。本文以Miedema生成焓模型和Tanaka熵模型为基础建立二元体系金属间化合物吉布斯自由能ΔG计算模型,通过阐述Ti-Fe金属间化合物的生成和调控机理,实现了能量调控熔池中Ti、Fe原子含量,冶金调控Ti、Fe原子在熔池中的结合。结合Toop模型,建立了Ti-Cu-Si、Ti-Ni-Cu三元体系下金属间化合物吉布斯自由能ΔG及化学势Δμ理论计算模型。基于此,设计了三种熔池中Ti-Fe关键金属间化合物阻隔方案:金属间化合物-物理阻隔方案（纯Cu焊丝）、金属间化合物阻隔方案（CuSi焊丝）及金属间化合物-固溶体阻隔方案（CuNi焊丝）。当采用纯Cu焊丝时,由于TC4/焊缝界面层及焊缝中存在块状及网状脆性Ti-Cu、Ti-Fe金属间化合物,因此接头最高强度仅为201.7 MPa。当采用CuSi3焊丝时,Si元素通过生成Ti5Si3和Ti-Fe-Si抑制了Ti-Fe金属间化合物的生成,因此Si元素可以降低TC4/焊缝界面层厚度,但界面层中扩散层仍主要由Ti-Cu及Ti-Cu-Al金属间化合物组成。因此在相同参数下,直流CMT所得TC4/焊缝界面层厚度下降到174.2μm,其中扩散层厚度下降到45.8μm。然而较高的熔合比导致焊缝由（Cu）固溶体和大尺寸花瓣状Ti-Fe-Si金属间化合物组成。采用变极性CMT技术后,随着EP/EN的降低,熔合比降低,TC4钛合金/焊缝界面层厚度从118μm（EP/EN=8:1）降低到89μm（EP/EN=8:8）后降低到81μm（EP/EN=1:8）,其中扩散层厚度降到25μm以下,Ti-Cu金属间化合物呈致密针状分布,轻微偏析。溶解层中Ti5Si3分布状态依次由块状连续分布,转变为块状聚集分布和线状连续分布。当采用CuNi焊丝时,虽然Ti-Fe及Ti5Si3金属间化合物被抑制,但TC4/焊缝界面层厚度有所增加,且由偏析严重的Ti-Ni-Cu金属间化合物和晶间低熔点共晶组织组成。焊缝由（Fe,Ni）固溶体及枝晶间（Cu）固溶体组成。随着外加磁场的引入和磁场强度的提高,熔池流动速度加快,因此界面层厚度降低到157.3μm,界面层中导致严重偏析的Ti Ni Cu等轴树枝晶和（Cu）柱状树枝晶消失,致密均匀Ti-Ni-Cu界面层形成。结合三种阻隔方案下的微观组织及力学性能发现,当采用纯Cu焊丝时,界面层厚且硬度高,因此接头强度最低。CuSi3焊丝虽然降低了TC4/焊缝界面层厚度,但微观组织组成变化不大,因此界面层平均纳米硬度仍为7.0 GPa左右,且界面层与焊缝维氏硬度差达到500 Hv,限制了接头强度的提高,因而在能量调控的作用下,接头强度仅由201.7 MPa提高到293.5 MPa。CuNi10焊丝使得界面层微观组织转变为硬度较小的Ti-Ni-Cu,因此平均纳米硬度下降至6.6 GPa,界面层与焊缝维氏硬度差下降到约200 Hv,因而接头强度达到350.8 MPa。辅以外加磁场使得界面层偏析程度降低,高硬度等轴树枝晶被抑制,最终接头抗拉强度提高到393.1 MPa,达到扩散焊的水平,高效率低成本地实现了钛合金不锈钢地异种连接。随着焊丝Ni含量升高到30%,液态熔池中成分过冷度增加,因而TC4/焊缝界面层大量高硬度的等轴树枝晶重新出现,接头强度下降。通过微观组织分析和接头断裂行为的高速摄影原位观察（200000 fps）发现,裂纹萌生于焊缝底部的原因之一是聚集在焊缝底部的Ti5Si3（CuSi焊丝）或晶间低熔点共晶组织（CuNi焊丝）与界面层微裂纹相连导致的。
翟薇,常健,耿德路,魏炳波[3]（2019）在《金属材料凝固过程研究现状与未来展望》文中研究说明金属凝固作为冶金铸造技术的一个重要工艺过程,经历了从古老技艺向现代科学的漫长演化,于20世纪后半叶发展成为材料科学中一个相对完整的学科领域。随着各种相关高新技术的不断涌现,特别是信息化时代的到来,凝固科学技术正在迅速转型发展。本文系统总结了最近20年来国内外在液态合金的微观结构与物化性质、晶体形核与过程调控、凝固组织形成机理、超常凝固动力学以及新型材料凝固制备成形等五方面研究的主要进展,并分析展望了这一学科领域的未来发展趋势。
赵丹[4]（2019）在《铁基体中钛氧团簇及形核的基础研究》文中研究说明弥散分布的钛氧化物作为“氧化物冶金技术”应用中的重要角色,以其作为核心形成的复合夹杂可以成为晶内铁素体的析出核心,起到对晶粒细化的作用。合理控制钛氧化物的尺寸、数量及类型,能够起到改善钢材组织的作用。这就需要对钛氧化物的形成过程准确而深刻地理解,才能进一步在实践中提出合理控制的解决方案并指导工业生产。本课题采用急冷技术冻结熔态铁-钛合金中的钛氧团簇,利用三维原子探针技术及第一性原理模拟计算分析该合金中钛氧化物的赋存形式。提取溶质原子的空间坐标,构建钛氧化物团簇结构;获得其数量与分布;揭示钛氧化物团簇结构演变规律;提出钛氧化物形核的基元-团簇辅助形核机制。基于试验结果搭建熔池环境中钛氧化物形核的物理模型,研究基元-团簇的碰撞长大路径,计算核心的数量密度、形核率等参数,进一步揭示钛氧化物从基元向团簇演变的形核过程。本文首先利用三维原子探针技术研究了铁-钛合金中溶质元素的分布、近邻关系以及Ti、O元素主要存在形式。首次证实了TiO基元的存在,还发现了O原子与TiO基元产生共聚现象,证明了O原子与TiO基元之间存在相互吸引的作用。计算了溶质间的近邻分布状态,证实了TiO与TiO、O与O之间均存在聚集的倾向。发现了非TiO聚集区中TiO小团簇结构表现出一定的遗传性,例如长链状及立体状。第一性原理计算也证实了TiO基元结构的存在,计算得到的团簇结构与试验获得的团簇结构极为相符,推导出在小尺寸团簇长大时,结构倾向于维持Ti/O=1的比例关系。证实了在铁-钛合金的TiO聚集区中TiO团簇的数量密度主要与O含量有关。基于TiO团簇空间分布结果,阐明了钛氧化物的形核过程遵循团簇聚集长大的方式。计算了TiO团簇的基元平均回旋半径,判定了含有2-10个基元的团簇为小团簇,证实了大团簇存在结构起伏。在试验结果的基础上,提出团簇辅助形核机制:TiO基元逐步聚集形成TiO团簇,O原子随后向TiO团簇聚拢,并不断迁入,Ti原子不断聚集并被排出,最后完成钛氧化物的形核过程。搭建团簇碰撞长大物理模型,推导出基元-团簇的碰撞长大路径,研究了核心数量密度、形核率、基元转移方式及团簇数量随时间的演变规律。将形核过程划分为三个阶段:Ⅰ阶段（0<t<1 ns）为孵化期,大量TiO从游离态基元通过聚集碰撞长大的方式逐渐转移至小团簇中,形核率接近0;Ⅱ阶段（1 ns<t<100 ns）为增殖期,大团簇快速生成,其形成速率先上升后下降;Ⅲ阶段（100 ns<t）为稳定期,核心数量及形核率不再发生变化,且尺寸越大的大团簇,数量密度越低。氧位越高,核心数量密度及形核率越早开始快速增长,增长的速度也越快,形核率达到的峰值也越高,并且稳定期核心数量密度越高。当氧位超过5×10-3wt.%,对提升形核率的助益不再显着,建议形核率提升的控氧区间不超过5×10-3wt.%,能达到的形核率峰值为6.07×1029个·s-1·m-3。上述试验及理论研究的开展,确认了在钛氧化物形核阶段微观结构数量、尺寸及分布的演变规律,推演了预形核时期钛氧团簇的演变路径,计算了氧位对氧化物形核率的作用规律,并提出了基元-团簇的二步形核机制,为在实践中合理控制氧化物的形成及数量提供了理论指导。
高蔷[5]（2018）在《变温过程渣钢表面张力与界面张力的演变机制》文中研究表明随着连铸理论与技术的发展,连铸坯质量不断提高,在实际生产中,连铸坯表面与皮下缺陷仍然是制约成品质量、成材率及企业经济效益的重要因素之一。这些缺陷与连铸结晶器内弯月面的形状及其初始凝固行为密切相关。弯月面形状决定于渣钢界面张力,渣钢界面张力决定于渣钢两相成分与温度。结晶器具有强大的冷却能力,在弯月面上必然存在一个跨越固液相线温度的连续温度梯度,这个温度梯度的存在将对弯月面形状和钢水的溢流行为产生影响。本课题聚焦于连铸结晶器弯月面区域,考察了变温过程渣钢两相表面张力和界面张力的演变行为,揭示了渣钢表面张力的演变机制,并以此为基础探讨了钢液溢流行为以及与振痕产生的关系,研究结果对于解析结晶器内钢液的初始凝固行为,指导连铸生产实践具有重要的意义。为提高钢液表面张力测定精度与效率,根据静滴法表面张力测定原理,开发了利用曲线拟合方法求解液滴表面张力的计算程序。该程序包括液滴图像数据提取,目标函数构造、变量参数选取,数值方程建立以及求解等步骤,最终可拟合出一条理想液滴边缘轮廓曲线,使目标函数值最小,并以此计算出表面张力。实验验证结果表明,所开发的程序运行稳定可靠,计算效率高,为后续钢液表面张力测定打下了良好基础。利用所开发的表面张力计算程序,结合热力学分析,考察了连续降温过程Fe-C-S系钢液表面张力的演变行为及其影响机制。结果表明,在液相区内,钢液表面张力随着温度降低而持续降低;在固液两相区,钢液表面张力的演变行为存在显着差异:当碳质量分数较高（0.39%和0.95%）时,钢的固液两相区温度范围较宽,C和S在凝固过程中有充分的时间析出,液相中溶质质量分数随着温度的降低而升高,进而导致钢液表面张力显着降低;当碳质量分数较低（0.0021%、0.063%和0.148%）时,钢的固液两相区宽度较窄,凝固时间较短,C和S在凝固过程中没有充分的时间析出或析出量较少,对液相表面张力没有体现出显着的影响;随着钢中硫质量分数的升高,凝固过程S偏析对钢液表面张力的降低效应逐渐减弱;包晶反应可通过影响钢液降温过程而减缓表面张力的降低趋势。另外,还考察了钢中非金属夹杂物对钢液表面张力的影响,结果表明,非金属夹杂物在钢液表面的浮出过程可降低钢液的表面张力,随着铝脱氧后静置时间的延长,钢水洁净度逐渐提高,钢液表面张力逐渐升高并趋于稳定。根据工业生产中结晶器保护渣成分,采用拉筒法测定了 CaO-SiO2-Na2O-CaF2系熔渣的表面张力,并考察了温度的影响。结果表明,熔渣表面张力随着温度的升高而降低;在较低温度范围内（1350～1410℃）,碱度较高（1.03和1.16）的熔渣表面张力受温度的影响较大,而碱度较低（0.67和0.85）的熔渣表面张力受温度的影响较小;在较高温度范围内（1410～1580℃）,熔渣表面张力的降低趋势趋于平缓。为揭示熔渣表面张力随温度变化的微观本质,对熔渣结构进行了测定分析。结果表明,表面张力的演变与熔体结构的转变具有显着的一致性,当碱度较低（0.67和0.85）时,熔体的聚合程度较高,温度对熔渣结构的影响较小;当碱度较高（1.03和1.16）时,温度对熔渣结构的影响显着,随着温度的升高,熔体聚合程度迅速降低,熔渣内阴离子团的平均半径减小,分子热运动增强,分子间相互作用力降低,最终导致熔渣表面张力降低。根据钢液和熔渣表面张力测定结果,计算获得了连续降温过程渣钢界面张力的演变行为,并构建了基于变温过程的弯月面形状方程。结果表明,连续降温过程钢液表面张力的突变决定了渣钢界面张力的变化趋势,进而决定了弯月面形状的非连续性。当固液两相区温度区间足够宽时,该区间内弯月面趋向于向结晶器壁靠拢,具有了发生钢水溢流的趋势。结合结晶器内弯月面实际凝固过程分析表明,钢液成分所决定的界面张力大小与凝固区间宽度共同决定了钢液的溢流方式以及振痕的种类。对于以IF钢为代表的超低碳钢,界面张力大,固液两相区间小,弯月面凝固距离长,在一定过冷度条件下,溢流发生晚,易形成周期性的覆盖形式振痕;对于类似于中碳含硫钢,固液两相区间很宽,界面张力有较为明显的降低,弯月面可形成一定长度的凝固距离,可较早发生溢流行为,易形成周期性的不具有显着覆盖形式的凹状振痕;对于类似于轴承钢的高碳钢,固液两相区间很宽,固液两相区界面张力更低,弯月面更加靠近结晶器壁,表现为没有显着的钢液溢流行为,以致形成没有明显周期性的不具有覆盖形式的钩状振痕。
包晓东[6]（2014）在《熔体过热处理对Al-Cu系合金凝固组织及其高温力学性能的影响》文中指出合金熔体的结构对合金的凝固过程、凝固组织和性能有着十分重要的影响。近年来出现的合金熔体过热处理方法即为通过改变熔体热历史来诱导合金熔体结构发生变化,进而影响合金凝固过程、凝固组织和性能。目前对合金熔体结构转变行为的研究仍局限于少数合金体系,从控制熔体结构的角度来改善合金凝固组织和性能仍然是经验性的。本文以铸态铝合金（Al-6Cu,Al-33Cu）、铜合金（QA194）为研究对象,从温度诱导熔体结构转变的角度出发,对合金熔体进行过热处理,探索温度诱导的熔体结构转变对Al-Cu系合金凝固组织及其高温力学性能的影响。以期丰富凝固理论,为Al-Cu系合金处理新工艺的研发及高温力学性能的研究与应用起到指导作用。课题研究内容与结论如下：1.通过探讨Al-Cu系合金熔体的电阻率与温度关系,发现合金在液相线之上一定的温度区间内发生了温度诱导的熔体结构转变。2.通过对Al-Cu系合金凝固后金相组织观察以及XRD测试发现,经高温熔体过热处理后的合金凝固组织晶粒尺寸明显细化,晶粒的形貌更加规整,合金相与相之间的分布更加均匀。分析认为是熔体过热诱使合金熔体结构发生转变。合金熔体过热打破了熔体中的类固型原子团簇,合金熔体中原子团簇结构变的更为细小和无序。从而导致形核过冷度增大、形核率增加,进而影响了合金的凝固组织。3.对Al-Cu系合金超塑拉伸实验发现,在相同温度和拉伸速率的条件下,经熔体过热处理后的合金超塑性能得到了明显的改善,拉伸变形抗力明显降低,延伸率进一步提高。分析认为由于凝固组织的细化和均匀化在很大程度上降低了材料在变形过程中的剪切应力,单位体积内分布数量多且均匀的晶粒有利于减小晶界滑动过程中的阻力,发生应力集中的区域减小,空洞相互连接长大的速率减小,从而导致延伸率增大。4.对Al-Cu系合金的高温蠕变拉伸实验发现,在相同的温度和拉伸载荷下,经熔体过热处理后的合金瞬时加载后的初始蠕变较小,在规定时间内蠕变变形量也较小。在稳态蠕变阶段,较之未经熔体过热处理的合金蠕变速率明显降低,高温抗蠕变性能得到进一步的提高。由于经熔体过热处理后的合金组织得到细化,晶粒尺寸以及相与相之间的分布比较均匀,因此,蠕变拉伸过程中容易在大小晶粒交界处引起应力集中而产生裂纹相对减少,从而提高了蠕变持久强度。
刘学[7]（2012）在《钢中MnS夹杂物析出行为研究》文中研究指明当今,钢铁材料在我国国防建设和经济建设中起着举足轻重的作用。随着经济建设的迅猛发展,市场对钢铁材料的性能要求也一步步的提高。然而钢中仍存在大量夹杂物,严重影响了钢材的质量性能,制约着钢材的使用。因此,必须采取有效措施,了解夹杂物的形成规律和形貌特征,减少钢中的夹杂物,改善钢材的性能。本论文以钢中硫化锰夹杂物作为研究对象,采用Fortran编程调用热力学软件Thermo-Calc进行计算模拟。分别采取杠杆模型和Scheil模型在不同的数据库中计算液相线温度、固相线温度以及硫化锰的析出温度,得出影响硫化锰析出温度的影响因素。并通过实验比较不同碳含量下硫化锰的析出形态及析出数量。研究结果如下：（1）利用Thermo-Calc软件计算可知,除锰元素和硫元素之外,碳元素和硅元素对液相线、固相线及硫化锰的析出温度影响最大。杠杆模型中,当碳元素从0.13%增加到0.6%时,固相线温度变化范围为1463℃—1381℃,硫化锰的析出温度变化范围为1465℃—1393℃。20Mn钢中,当硅元素从0.05%增加到0.45%时,固相线的温度变化范围为1459℃—1449℃,硫化锰的析出温度变化范围为1462℃—1452℃。Scheil模型中,当碳元素从0.13%增加到0.6%时,硫化锰的析出温度变化范围为1426℃—1336℃。（2）随着C和Si含量的增加,锰钢的熔点显着下降,硫化锰的析出温度也随之下降。（3）随着碳含量的增加,硫化锰的析出温度与固相线的温差越来越大。（4）当考虑氧含量时,MnS的析出温度高于无氧的情况。（5）随着碳含量的增加,锰钢中球状硫化锰的比例越来越少,变化范围为47.60%—0%。而块状硫化锰的比例越来越大,变化范围为52.4%—100%。（6）随着碳含量的增加,硫化锰夹杂物的面积逐渐减小。
王国承,邓庚凤,方克明[8]（2009）在《铁液中纳米Al2O3粒子的运动行为》文中研究表明研究了粒径为2040nm的Al2O3纳米粉在铁液中的运动行为.结果表明,经分散后加入铁液中的Al2O3纳米粉,在铁液中保持60min后,Al2O3粒子没有产生明显的团聚或聚集成微米级或更大尺寸的粒子,粒子尺寸为2060nm,呈现较好的弥散分布状态.采用布朗运动理论描述纳米粒子在铁液中的运动行为.纳米粒子在铁液中不易发生碰撞和聚集,理论分析与实验结果一致.纳米Al2O3在铁液中不易团聚或聚集的行为与钢液中一般的Al2O3夹杂物易碰撞聚集而长大的行为不同.
赵宁[9]（2009）在《无铅钎料的液态结构与钎焊界面反应及其相关性研究》文中研究表明目前,关于无铅钎料合金的研究在世界范围内得到了广泛的关注,并取得了一定的进展和成果,其中Sn-Cu、Sn-Ag和Sn-Ag-Cu等合金系成为科学研究和商业开发的重点。在无铅钎料的实际应用中,钎焊界面反应是影响钎焊质量和接头可靠性的关键问题之一,而在钎焊时,钎料合金必然要经历从固态到液态再到固态的过程,在钎焊反应阶段钎料合金始终处于液相状态,因此,了解和掌握钎料合金的液态结构,并探讨钎料的液态结构与钎焊界面反应之间的相关性,将对理解焊点界面金属间化合物（intermetalliccompound,IMC）的生长机制和控制IMC层的生长速度起到重要的作用。本文选取Sn-xCu（x=0.7,1.5,2）和Sn-3.5Ag-xCu（x=0,0.7,1.5）两种钎料合金为研究对象,首先利用高温液态X射线衍射仪测量了它们的衍射数据,进而计算和分析了它们的液态结构。结果表明,在液态Sn-0.7Cu和Sn-1.5Cu钎料中只测取到短程有序结构,而在260℃和330℃下Sn-2Cu熔体中不仅存在短程有序结构还存在中程有序结构,这种中程有序结构与Cu6Sn5有序团簇相关。此外,在液态Sn-3.5Ag钎料中只发现了短程有序,而Sn-3.5Ag-0.7Cu熔体在260℃和330℃时除存在短程有序外还存在中程有序,此时的中程有序同样和Cu6Sn5团簇相关,说明Cu的加入增加了熔体中有序结构的尺寸和数量。随着温度的升高上述Cu6Sn5相关团簇遭到破坏,熔体中的中程有序结构消失。由上述结果可知,在钎焊温度下,熔融无铅钎料合金中将可能存在尺寸较大的有序团簇甚至是中程有序结构,而随着钎料中合金元素含量的变化,有序团簇的尺寸和数量均会产生变化,这将对钎焊界面反应产生影响。其次,利用高温粘度仪测量了Sn-xCu和Sn-3.5Ag-xCu钎料熔体的粘度。发现随着温度的升高,钎料合金的粘度值整体上呈下降的趋势,但存在明显的不连续性,均可分为低温区和高温区。通过Arrhenius方程计算了各温区内的粘流活化能ε和流团尺寸νm,结果表明钎料熔体在低温区和高温区之间的温度范围内发生了结构转变,这与高温X射线衍射的结果相一致。钎料熔体中νm值的差异必然会引起钎焊界面反应速率的不同。同时还利用Sn-xCu的粘度值计算了对应温度下的表面张力,计算结果与文献报道的结果较为接近,此外还通过Sn-xCu与Cu基板之间的润湿性实验验证了计算结果的正确性,这为获取无铅钎料合金表面张力数据提供了新的途径。研究表明无铅钎料合金的粘度和表面张力均为液态结构敏感量,其变化与液态结构的变化密切相关。随后,本文研究了Sn-xCu/Cu（Ni）和Sn-3.5Ag-xCu/Cu接头的钎焊界面反应。在钎料合金与Cu基板反应时,钎料中Cu含量的增加对界面IMC颗粒的粗化和生长起到加速作用,这与液态钎料中Cu6Sn5有序团簇的尺寸增加和数量增大相关。随着Cu含量的增加,Sn-xCu/Ni接头的界面产物由(NixCu1-x)3Sn4相逐渐转变为(CuxNi1-x)6Sn5相,(CuxNi1-x)6Sn5 IMC层的生长速率由钎料中Cu6Sn5的体积分数所决定。最后,由于无铅钎料合金元素与基板金属层（Cu和Ni）之间的界面反应纷繁复杂、数据分散,而合金元素的种类和含量对钎焊界面反应又存在重大影响,同时随着电子产品日趋小型化,焊点的尺寸也逐步减小,外来元素的引入,如通过镀层金属的溶解扩散,将很容易改变焊点钎料的原始成分,使钎焊界面反应变得更加复杂,甚至是难以控制,因此本文从钎料液态结构的角度分析和预测了合金元素对界面IMC类型、形貌和生长行为的影响。
王玉青[10]（2007）在《合金熔体的黏滞特性研究》文中指出对液体结构和性质的认识与许多领域的科技进步息息相关,也越来越引起凝聚态物理、材料学、生命科学、冶金及化学等领域的共同关注。作为结构敏感物理量之一,合金熔体的黏度与其结构紧密联系。本文将利用高温熔体黏度仪测量几十种合金熔体的黏度,研究这些合金熔体的黏滞特性,为探索合金熔体结构及性质随温度变化的普适性规律做出有益的尝试。运用回转振动式高温熔体黏度仪测量了十几种二元合金熔体的黏度,探讨了合金熔体的黏度随温度的不连续变化,并运用流体动力学模型和流团扩散的布朗运动理论研究结构转变及其特征,发现在这些合金熔体中存在不连续结构转变,表征熔体中不连续结构转变特征的参数为（η0,ε,df）。合金熔体中的不连续结构转变具有以下特征:第一,黏度测试结果表明,合金熔体中的结构转变是可逆的,包括结构转变点Tt、η0和ε在升温和降温过程中基本上是一致的;第二,是非连续的结构转变,并伴随着流团的两种突变形式:微观热收缩和微观热膨胀。同时给出了相对完整的Sn-Bi二元合金熔体结构转变图。运用回转振动式高温熔体黏度仪测量了十一种多元合金熔体的黏度,发现在这些多元合金熔体中存在着与二元合金熔体类似的非连续的结构转变。即:黏度的Arrhenius图由一些间断的直线构成,对于每条直线温区,黏度服从Arrhenius定律:η=η0eε/RT,其中的η0、ε在同一直线温区内为与温度无关、但与熔体性质相关的常数,这种非连续结构转变的特征可以用参数（η0,ε,df）进行表征。并根据实验结果及分析,给出了合金熔体中三个温区的概念模型:模糊温区:T>Tx,（Tx—模糊温区与Arrhenius温区的交界点温度）,当温度高于Tx时,熔体内部原子热运动剧烈,以致于该温区内黏度数据点上下跳动,这种跳动可能是由于材料物理性质的变化引起的,被认为是模糊的现象,故称为“模糊温区”;Arrhenius温区:Tx--Tl,（Tl—液相线温度）,Arrhenius温区又可分为两种情况,第一,在该温区内,合金熔体的黏度随温度的变化呈指数规律,符合Arrhenius定律,第二,在该温区内,合金熔体的黏度-温度关系图线由一些间断的直线构成,在每个间断的直线温区内,熔体黏度随温度的变化呈指数规律,符合Arrhenius定律;过冷区:T<Tl,熔体冷却到液相线以下,进入过冷区。本文选择了对工业及对新型材料合成有参考价值的Al-Mg合金为对象开展了其黏度与成分及温度关系的测量,并结合其液态结构,从微集团的形成与变化的角度对黏度值的变化进行了讨论。发现黏度随着含镁量的增加而增加。当镁含量低于10%时,黏度的增加是波动的、不明显的。当镁含量达到10%时,黏度突然增加。并且,与流动单元相关的活化能的变化与黏度的变化是一致的。运用二元合金熔体黏度模型分别对Bi-Sb合金、Sn-Bi合金系统的黏度进行了计算,并将其与实验值进行了比较。发现对于Sn-Bi合金系统,根据Iida-Ueda-Morita模型、Kozlov模型和Kaptay模型计算得出的黏度数据与其实验数据在数值上吻合得比较好,但根据模型所计算的超额黏度的符号与实验测得的超额黏度的符号是相反的,这也从另一个方面说明了Sn-Bi合金是一种比较特殊的共晶合金;而对于Bi-Sb合金,则用Iida-Ueda-Morita模型和Kozlov模型计算得出的理论数据与实验数据吻合得比较好。从各种模型的计算结果来看,黏度不能够仅仅用热力学性质阐明,原子尺寸、组元质量、原子间相互作用、键型、电负性等都是重要的影响因素。本文尝试用简单的等式ηalloy=ηSbxSb+ηBixBi(ηalloy,ηSb,ηBi,xSb,x（Bi）分别为锑铋合金的黏度、组元锑、铋的黏度和组元锑、铋的摩尔分数)对二元匀晶铋锑合金体系的黏度进行了计算,并将之与实验数值进行比较,结果吻合得很好,说明可以用上述简单的等式进行Sb-Bi合金体系黏度的计算。
二、近熔点液态纯铁和Fe-C二元合金的微观结构（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、近熔点液态纯铁和Fe-C二元合金的微观结构（论文提纲范文）
（1）纯金属及二元合金熔体团簇结构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文的主要创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 金属熔体的物理性质 |
| 1.3 金属熔体结构的研究进展 |
| 1.3.1 描述熔体结构的几何模型的发展历程 |
| 1.3.2 熔体结构的相关性研究 |
| 1.4 研究金属熔体结构的常用方法及进展 |
| 1.4.1 高温X射线衍射技术 |
| 1.4.2 中子散射技术 |
| 1.4.3 X射线精细吸收结构 |
| 1.4.4 分子动力学和第一性原理分子动力学模拟 |
| 1.4.5 蒙特卡洛模拟 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 1.6 参考文献 |
| 第2章 研究方法 |
| 2.1 理论计算 |
| 2.1.1 理论计算原理 |
| 2.1.2 理论计算的方法 |
| 2.1.3 模拟计算的参数 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 液态结构表征方法 |
| 2.2.3 液态结构分析方法 |
| 2.3 参考文献 |
| 第3章 纯金属熔体结构的Wulf团簇模型构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 研究方案 |
| 3.2.1 实验方案 |
| 3.2.2 理论方案 |
| 3.3 纯金属Al和Cu的团簇模型建立与验证 |
| 3.3.1 X射线衍射结果与分析 |
| 3.3.2 团簇模型的建立与验证 |
| 3.4 小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 第4章 Wulff团簇模型在二元匀晶合金熔体的应用和实验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 研究方案 |
| 4.3 Cu-Ni合金的结果与讨论 |
| 4.3.1 Cu-Ni合金的高温X射线衍射结果 |
| 4.3.2 Cu-Ni合金团簇模型的建立和验证 |
| 4.4 Ag-Au合金的结果与讨论 |
| 4.4.1 Ag-Au合金的高温X射线衍射结果 |
| 4.4.2 Ag-Au合金团簇模型的建立与验证 |
| 4.5 小结 |
| 4.6 参考文献 |
| 第5章 Wulff团簇模型在二元共晶合金熔体的应用和实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 研究方案 |
| 5.3 Ag-Cu合金的结果与讨论 |
| 5.3.1 Ag-Cu合金的高温X射线衍射结果 |
| 5.3.2 Ag-Cu的团簇模型的建立与验证 |
| 5.4 Al-Si合金的结果与讨论 |
| 5.4.1 Al-Si合金的高温X射线衍射结果 |
| 5.4.2 Al-Si合金的团簇模型的建立与验证 |
| 5.5 小结 |
| 5.6 参考文献 |
| 第6章 团簇模型的应用拓展—FeAl的准静态生长模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 空位缺陷对FeAl金属间化合物力学性能的影响 |
| 6.2.1 理论计算 |
| 6.2.2 结果分析 |
| 6.3 FeAl金属间化合物的准静态生长模型 |
| 6.3.1 研究方案 |
| 6.3.2 化学势与金属间化合物团簇结构的关系 |
| 6.3.3 准静态生长模型的建立与验证 |
| 6.4 小结 |
| 6.5 参考文献 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录(Ⅰ): 攻读博士学位期间发表论文 |
| 附录(Ⅱ): 攻读博士学位期间学术会议 |
| 附录(Ⅲ): 攻读博士学位期间参与项目 |
| 附录(Ⅳ): 攻读博士学位期间的获奖情况 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）TC4/304L异种材料CMT焊接接头界面组织调控及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 钛合金/不锈钢异种接头的焊接性 |
| 1.3 钛合金/不锈钢焊接方法研究现状 |
| 1.3.1 真空钎焊及扩散焊 |
| 1.3.2 摩擦焊 |
| 1.3.3 电弧焊 |
| 1.3.4 高能束焊接 |
| 1.4 钛合金/不锈钢界面层理论研究 |
| 1.4.1 金属间化合物界面层的生长理论研究 |
| 1.4.2 合金元素对金属间化合物界面层的影响机理 |
| 1.5 钛合金/不锈钢接头性能研究进展 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第二章 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验设备及方法 |
| 2.2.1 实验材料清洗 |
| 2.2.2 焊接设备及工艺 |
| 2.2.3 力学性能实验 |
| 2.2.4 微观组织表征 |
| 2.2.5 实验过程中的原位观察 |
| 第三章 TC4/304L接头界面微观组织调控理论研究 |
| 3.1 界面层金属间化合物调控机理分析 |
| 3.1.1 关键金属间化合物的确定 |
| 3.1.2 二元体系下的关键金属间化合物生成理论 |
| 3.1.3 二元体系下的关键金属间化合物调控理论 |
| 3.1.4 三元复杂熔池体系下的关键金属间化合物调控理论 |
| 3.2 界面层生长调控理论 |
| 3.3 微观组织调控方案的设计与验证 |
| 3.3.1 微观组织调控方案设计 |
| 3.3.2 微观组织调控方案验证 |
| 3.4 界面组织调控对界面结合强度的影响机理分析 |
| 3.4.1 能量调控对界面层结合强度影响机理分析 |
| 3.4.2 冶金调控对界面层结合强度影响机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 TC4/304L接头界面微观组织调控工艺研究 |
| 4.1 基础焊接工艺参数研究 |
| 4.1.1 坡口角度对接头界面组织的调控工艺研究 |
| 4.1.2 最优焊缝成形的正交实验研究 |
| 4.2 基于IMC-P方案的能量调控工艺研究 |
| 4.2.1 能量对焊缝成形的调控工艺研究 |
| 4.2.2 能量对接头微观组织的调控工艺研究 |
| 4.3 基于IMC方案的能量调控工艺研究 |
| 4.3.1 能量对焊缝成形的调控工艺研究 |
| 4.3.2 能量对接头微观组织的调控工艺研究 |
| 4.3.3 基于变极性技术的能量调控工艺研究 |
| 4.4 基于IMC-SS方案的能量调控工艺 |
| 4.4.1 以CuNi10为填充材料的能量调控工艺研究 |
| 4.4.2 以CuNi30为填充材料的能量调控工艺研究 |
| 4.4.3 外加磁场对TC4/304L焊接接头的调控工艺研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 TC4/304L接头力学性能演变机理研究 |
| 5.1 IMC-P接头力学性能演变机理研究 |
| 5.2 IMC接头力学性能演变机理研究 |
| 5.2.1 CMT条件下接头力学性演变机理 |
| 5.2.2 变极性CMT条件下接头力学性演变机理 |
| 5.3 IMC-SS接头力学性能演变机理研究 |
| 5.3.1 热输入对接头力学性能的作用机理 |
| 5.3.2 外加磁场对接头力学性能的作用机理 |
| 5.4 冶金调控对接头力学性能的作用机理研究 |
| 5.4.1 Si、Ni元素调控力学性能及断裂的机理研究 |
| 5.4.2 Ni元素含量调控力学性能的机理研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与创新点 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及科研成果 |
| 致谢 |
（4）铁基体中钛氧团簇及形核的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景——氧化物冶金 |
| 1.2 形核理论的发展 |
| 1.2.1 经典形核理论的不足 |
| 1.2.2 非经典形核理论 |
| 1.2.3 氧化物形核机理研究 |
| 1.3 液态结构及团簇演变的研究方法 |
| 1.3.1 团簇及熔体结构检测技术进展 |
| 1.3.2 团簇计算模拟研究进展 |
| 1.4 本论文的研究内容、意义及技术路线 |
| 1.5 本论文的创新点、研究重点、难点 |
| 参考文献 |
| 第二章 含Ti-O团簇的急冷熔体制备与试验方法 |
| 2.1 试验原材料 |
| 2.2 急冷样品的制备 |
| 2.2.1 铁-钛合金真空电弧熔炼 |
| 2.2.2 铁-钛合金单辊急冷甩带 |
| 2.2.3 铁-钛合金单辊急冷甩丝 |
| 2.3 单辊急冷法的冷速计算 |
| 2.3.1 凝固过程的热量传递 |
| 2.3.2 急冷甩带冷速的解析求解 |
| 2.3.3 急冷甩丝冷速的折算 |
| 2.4 3DAP样品的制备 |
| 2.4.1 两步电解抛光法 |
| 2.4.2 聚焦离子束蚀刻法 |
| 2.5 3DAP数据处理 |
| 2.5.1 三维重构法 |
| 2.5.2 质谱中的分子离子 |
| 参考文献 |
| 第三章 急冷铁-钛合金中溶质元素的3DAP分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维原子探针数据可靠性分析 |
| 3.2.1 质谱标定及噪声处理 |
| 3.2.2 元素成分的检测效率 |
| 3.3 溶质元素空间分布的3DAP分析 |
| 3.4 溶质元素的近邻关系分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 急冷铁-钛合金中TiO团簇分布及结构研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 形核过程中间态结构的捕获 |
| 4.3 非TiO聚集区的溶质团簇分析 |
| 4.3.1 不同尺寸TiO团簇的数量密度 |
| 4.3.2 TiO团簇结构的3DAP分析 |
| 4.3.3 第一性原理模拟分析 |
| 4.4 TiO聚集区的溶质团簇分析 |
| 4.4.1 TiO团簇的分布规律 |
| 4.4.2 Ti及O团簇的分布规律 |
| 4.4.3 TiO团簇的回旋半径 |
| 4.5 团簇辅助形核机制的提出 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 TiO团簇碰撞长大模型研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 TiO团簇的形核动力学模型 |
| 5.2.1 模型的基本假设条件 |
| 5.2.2 TiO团簇的碰撞长大模式 |
| 5.2.3 计算流程图 |
| 5.3 模型计算参数 |
| 5.3.1 团簇的动力学半径 |
| 5.3.2 TiO团簇的表面性质 |
| 5.3.3 布朗碰撞系数及基元脱离速率 |
| 5.4 模型计算结果讨论 |
| 5.4.1 核心的数量密度及形核率 |
| 5.4.2 基元的转移方式 |
| 5.4.3 团簇的碰撞长大路径 |
| 5.4.4 氧位影响形核率的一般规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 主要结论 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间公开发表及待发表的论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（5）变温过程渣钢表面张力与界面张力的演变机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 连铸及连铸坯质量 |
| 1.2 钢液的表面张力 |
| 1.2.1 钢液成分对钢液表面张力的影响 |
| 1.2.2 温度对钢液表面张力的影响 |
| 1.3 炉渣的表面张力 |
| 1.3.1 炉渣成分对熔渣表面张力的影响 |
| 1.3.2 温度对熔渣表面张力的影响 |
| 1.4 渣钢界面张力 |
| 1.4.1 钢液成分对界面张力的影响 |
| 1.4.2 熔渣成分对界面张力的影响 |
| 1.4.3 界面传质对界面张力的影响 |
| 1.5 本课题的研究目的及意义 |
| 1.6 本课题的研究内容 |
| 第2章 静滴法表面张力计算程序开发 |
| 2.1 静滴法表面张力测定的基本原理 |
| 2.1.1 弯曲液面的附加压力 |
| 2.1.2 Young-Laplace方程 |
| 2.1.3 静滴法表面张力计算的基本方程 |
| 2.2 表面张力计算程序的开发 |
| 2.2.1 液滴图像的数据预处理 |
| 2.2.2 液滴边缘轮廓曲线方程的建立 |
| 2.2.3 液滴边缘轮廓曲线的拟合 |
| 2.2.4 程序开发 |
| 2.3 程序验证 |
| 2.3.1 实验原料 |
| 2.3.2 实验设备及耗材 |
| 2.3.3 实验过程 |
| 2.3.4 结果验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Fe-C-S系钢液表面张力的温度相关性 |
| 3.1 研究方案 |
| 3.1.1 实验方案设计 |
| 3.1.2 实验钢制备 |
| 3.1.3 表面张力的测定 |
| 3.2 夹杂物对钢液表面张力的影响 |
| 3.3 碳和硫对钢液表面张力的影响 |
| 3.3.1 碳含量对钢液表面张力的影响 |
| 3.3.2 硫含量对钢液表面张力的影响 |
| 3.4 连续降温过程钢液表面张力的变化 |
| 3.4.1 碳对连续降温过程表面张力的影响 |
| 3.4.2 硫对连续降温过程表面张力的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 CaO-SiO_2-Na_2O-CaF_2系结晶器保护渣表面张力的温度相关性 |
| 4.1 研究方案 |
| 4.1.1 实验渣成分设计 |
| 4.1.2 表面张力测定 |
| 4.1.3 熔渣结构检测 |
| 4.2 温度对熔渣表面张力的影响 |
| 4.3 熔渣表面张力变化的微观机制 |
| 4.3.1 温度对熔渣微观结构的影响 |
| 4.3.2 熔渣表面张力与熔体结构的相关性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 变温过程渣钢界面张力的演变及其影响 |
| 5.1 渣钢界面张力的计算 |
| 5.2 碳和硫对渣钢界面张力的影响 |
| 5.2.1 碳对渣钢界面张力的影响 |
| 5.2.2 硫对渣钢界面张力的影响 |
| 5.3 连续降温过程渣钢界面张力的变化 |
| 5.3.1 连续降温过程Fe-C钢与CaO-SiO_2-Na_2O-CaF_2渣界面张力的变化 |
| 5.3.2 连续降温过程Fe-C-S钢与CaO-SiO_2-Na_2O-CaF_2渣界面张力的变化 |
| 5.4 结晶器弯月面形状及钢水溢流行为 |
| 5.4.1 变温过程弯月面形状的构建 |
| 5.4.2 渣钢界面张力演变对结晶器弯月面形状的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 博士期间发表论文 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）熔体过热处理对Al-Cu系合金凝固组织及其高温力学性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 金属熔体的相关理论及研究进展 |
| 1.1.1 液态金属的结构理论 |
| 1.1.2 熔体的结构转变研究概况 |
| 1.2 熔体结构过热处理相关理论 |
| 1.3 超塑性的变形机理及研究 |
| 1.3.1 超塑性的分类 |
| 1.3.2 超塑性变形机理 |
| 1.4 高温蠕变机理的研究现状 |
| 1.4.1 高温蠕变现象的描述 |
| 1.4.2 蠕变变形机制研究 |
| 1.5 铝、铜合金的应用及研究现状 |
| 1.5.1 铝合金的应用及研究现状 |
| 1.5.2 铝青铜应用及研究现状 |
| 1.6 本文的研究内容及意义 |
| 第2章 实验研究内容及方法 |
| 2.1 实验合金试样的熔铸 |
| 2.1.1 合金熔铸实验装置 |
| 2.1.2 实验注意事项 |
| 2.2 电阻率实验 |
| 2.2.1 测量原理 |
| 2.2.2 实验装置 |
| 2.2.3 实验注意事项 |
| 2.3 超塑性拉伸实验 |
| 2.3.1 超塑拉伸实验装置 |
| 2.3.2 超塑拉伸试样 |
| 2.3.3 实验步骤 |
| 2.3.4 实验注意事项 |
| 2.4 高温蠕变拉伸实验 |
| 2.4.1 高温蠕变实验装置 |
| 2.4.2 蠕变拉伸试样 |
| 2.4.3 实验步骤 |
| 2.4.4 实验注意事项 |
| 第3章 过热处理对Al-Cu、QA19-4合金熔体结构及其凝固组织的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 过热处理对Al-33Cu合金熔体结构及其凝固组织的影响 |
| 3.2.1 过热处理对Al-33Cu合金熔体结构的影响 |
| 3.2.2 过热处理对Al-33Cu合金凝固组织的影响 |
| 3.3 过热处理对Al-6Cu合金熔体结构及其凝固组织的影响 |
| 3.3.1 过热处理对Al-6Cu合金熔体结构的影响 |
| 3.3.2 过热处理对Al-6Cu合金凝固组织的影响 |
| 3.4 过热处理对QA19-4合金熔体结构及其凝固组织的影响 |
| 3.4.1 过热处理对QA19-4合金熔体结构的影响 |
| 3.4.2 过热处理对QA19-4合金凝固组织的影响 |
| 3.5 合金过热处理对合金熔体结构转变分析 |
| 3.6 合金熔体过热处理对合金凝固组织的影响分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 温度诱导熔体结构转变对Al-33Cu、QA19-4超塑性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Al-33Cu合金超塑性拉伸实验 |
| 4.2.1 熔体过热处理对Al-33Cu合金超塑拉伸性能的影响 |
| 4.2.2 Al-33Cu合金超塑拉伸实验断口形貌 |
| 4.3 QA19-4合金超塑性拉伸实验 |
| 4.3.1 熔体过热处理对QA19-4合金超塑拉伸性能的影响 |
| 4.3.2 QA19-4合金超塑拉伸实验断口形貌 |
| 4.4 熔体过热处理对Al-33Cu和QA19-4超塑性能的影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 熔体过热处理对Al-Cu和QA19-4合金高温蠕变性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Al-Cu和QA19-4合金高温蠕变拉伸实验 |
| 5.2.1 熔体过热处理对Al-33Cu合金蠕变性能的影响 |
| 5.2.2 熔体过热处理对Al-6Cu合金蠕变性能的影响 |
| 5.2.3 熔体过热处理对QA19-4合金蠕变性能的影响 |
| 5.3 熔体过热处理对Al-Cu和QA19-4合金高温蠕变性能的影响分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 6.1 本文内容概要 |
| 6.2 本文研究结果 |
| 6.3 本文的创新点 |
| 6.4 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
（7）钢中MnS夹杂物析出行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 钢中夹杂物概述 |
| 1.3 钢中非金属夹杂物分类 |
| 1.3.1 非金属夹杂物的分类 |
| 1.3.2 非金属夹杂物的来源 |
| 1.3.3 非金属夹杂物对钢材性能的影响 |
| 1.4 硫化物夹杂概述 |
| 1.4.1 硫化物夹杂形成的一般规律 |
| 1.4.2 硫化物夹杂的形态和形态控制 |
| 1.4.3 硫化物夹杂与钢的韧性 |
| 1.4.4 钢中非金属夹杂物的变形能力 |
| 1.4.5 硫化锰夹杂的危害 |
| 1.5 本课题研究目的、意义和内容 |
| 1.5.1 课题研究的意义、目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 Thermo-Calc软件及偏析模型 |
| 2.1 Thermo-Calc软件的介绍 |
| 2.1.1 TCW和TCC对比 |
| 2.1.2 Thermo-Calc软件基本模块及其功能 |
| 2.1.3 数据库描述 |
| 2.1.4 相图热力学计算一般原理 |
| 2.1.5 使用Thermo-Calc软件包的优点 |
| 2.2 微观偏析模型 |
| 2.2.1 偏析模型介绍 |
| 2.2.2 公式推导 |
| 2.3 数值方法 |
| 2.3.1 Scheil-Gulliver model |
| 2.3.2 偏平衡模型 |
| 2.4 微观偏析模型的展望 |
| 第三章 Thermo-Calc微观组织数值模拟 |
| 3.1 计算数据 |
| 3.2 MnS夹杂析出热力学计算 |
| 3.3 铁库计算结果 |
| 3.4 循环计算 |
| 3.4.1 杠杆模型 |
| 3.4.2 Scheil模型 |
| 3.4.3 C、Si元素对硫化锰析出温度的影响结果讨论 |
| 3.5 TCCS界面在Slag库中计算结果 |
| 3.6 渣库和铁库计算结果比较 |
| 第四章 碳对硫化锰析出规律影响的实验研究 |
| 4.1 实验数据建立 |
| 4.2 实验设备介绍 |
| 4.3 实验步骤 |
| 4.4 硫化锰的形态观察 |
| 4.5 实验数据结果 |
| 4.6 实验结论 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）铁液中纳米Al2O3粒子的运动行为（论文提纲范文）
| 1 实验过程及方法 |
| 2 实验结果及讨论 |
| 3 铁液中纳米粒子运动行为的理论分析 |
| 4 结论 |
（9）无铅钎料的液态结构与钎焊界面反应及其相关性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 钎料及其在电子封装中的作用 |
| 1.2.1 钎料及钎焊 |
| 1.2.2 钎料在电子封装技术中的作用 |
| 1.3 传统Sn-Pb钎料及无铅化的必要性 |
| 1.3.1 传统Sn-Pb钎料及其应用 |
| 1.3.2 Sn-Pb钎料的缺点及Pb对人体健康和环境的危害 |
| 1.3.3 无铅钎料研究的必要性 |
| 1.4 无铅钎料的研究现状及钎焊界面反应 |
| 1.4.1 无铅钎料的性能要求 |
| 1.4.2 无铅钎料的研究进展 |
| 1.4.3 各无铅钎料系的主要性质和性能 |
| 1.4.4 钎焊界面反应 |
| 1.5 金属的液态结构和粘度 |
| 1.5.1 金属的液态结构 |
| 1.5.2 金属液态结构的X射线衍射研究 |
| 1.5.3 液态金属的粘度 |
| 1.6 论文研究目的及研究内容 |
| 2 样品制备与实验方法 |
| 2.1 合金熔炼及样品制备 |
| 2.2 液态X射线衍射实验 |
| 2.2.1 液态X射线衍射仪简介 |
| 2.2.2 液态X射线衍射实验过程 |
| 2.3 高温粘度实验 |
| 2.3.1 高温熔体粘度仪及其原理 |
| 2.3.2 高温熔体粘度的测量 |
| 2.4 钎焊界面反应及钎料微观组织观察实验 |
| 2.4.1 钎焊接头制备 |
| 2.4.2 钎焊接头界面形貌和结构分析 |
| 2.4.3 钎料合金微观组织观察 |
| 3 Sn-xCu、Sn-3.5Ag-xCu钎料液态结构研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 X射线衍射数据的处理 |
| 3.2.1 数据的平滑与校正 |
| 3.2.2 结构因子的计算 |
| 3.2.3 双体分布函数和径向分布函数的计算 |
| 3.2.4 描述液态结构的主要参数 |
| 3.3 Sn-xCu钎料液态结构的研究 |
| 3.3.1 实验结果 |
| 3.3.2 讨论 |
| 3.4 Sn-3.5Ag-xCu钎料液态结构的研究 |
| 3.4.1 实验结果 |
| 3.4.2 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 Sn-xCu、Sn-3.5Ag-xCu熔体粘度研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Sn-xCu钎料高温粘度的研究 |
| 4.2.1 Sn-xCu熔体的粘度 |
| 4.2.2 Sn-xCu熔体的结构转变 |
| 4.2.3 液态Sn-xCu钎料的表面张力 |
| 4.2.4 Sn-xCu钎料的润湿性 |
| 4.3 Sn-3.5Ag-xCu钎料高温粘度的研究 |
| 4.3.1 Sn-3.5Ag-xCu熔体的粘度 |
| 4.3.2 Sn-3.5Ag-xCu熔体的结构转变 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Sn-xCu、Sn-3.5Ag-xCu钎焊界面反应及其与液态结构的相关性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Sn-xCu/Cu界面反应 |
| 5.2.1 界面IMC的类型与形貌 |
| 5.2.2 界面结构 |
| 5.2.3 界面IMC层的生长行为 |
| 5.3 Sn-xCu/Ni界面反应 |
| 5.3.1 界面反应产物的类型与形貌 |
| 5.3.2 界面IMC的形成机理与演化 |
| 5.3.3 钎料体积与润湿面积的比率对界面IMC成分的影响 |
| 5.3.4 Cu含量对界面结构和IMC层生长的影响 |
| 5.4 Sn-3.5Ag-xCu/Cu界面反应 |
| 5.4.1 界面IMC的类型与形貌 |
| 5.4.2 界面结构 |
| 5.4.3 界面IMC层的生长行为 |
| 5.5 无铅钎料液态结构对钎焊界面反应的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 本研究工作所取得的主要成果 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 创新点摘要 |
| 致谢 |
（10）合金熔体的黏滞特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 本文的创新点 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题的意义 |
| 1.2 金属熔体结构的研究 |
| 1.2.1 金属熔体结构研究的现状 |
| 1.2.2 金属熔体结构研究的方法 |
| 1.2.3 金属熔体结构与晶态结构的相关性 |
| 1.2.4 金属熔体结构与黏度的相关性 |
| 1.3 金属熔体的黏滞特性研究 |
| 1.3.1 液体黏滞性的概念 |
| 1.3.2 金属熔体黏度的实验测定 |
| 1.3.3 金属熔体黏度的理论计算 |
| 1.3.4 黏度与熔体温度的关系 |
| 1.3.5 黏度和原子碰撞的关系 |
| 1.3.6 黏度和非晶形成能力的相关性 |
| 1.4 金属熔体结构转变研究 |
| 1.4.1 熔体结构中的短程序与中程序 |
| 1.4.2 压力诱导液-液结构转变 |
| 1.4.3 温度诱导液-液结构转变 |
| 1.5 本文的研究目的及主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验方法及设备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 研究方案及技术路线 |
| 2.3 实验用料及试样的准备 |
| 2.4 黏度测量的基本原理 |
| 2.5 液态黏度的测量 |
| 参考文献 |
| 第三章 二元合金熔体中的液-液结构转变 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二元合金熔体中的不连续结构转变 |
| 3.3 合金熔体结构转变的黏度理论 |
| 3.3.1 熔体黏度的流团扩散理论和流团振动的量子理论 |
| 3.3.2 熔体黏度的物理模型 |
| 3.4 合金熔体中不连续结构转变的特征 |
| 3.4.1 不连续结构转变的两类形式:热胀和热缩 |
| 3.4.2 合金熔体结构转变是可逆的 |
| 3.5 二元合金液相结构图 |
| 3.5.1 锡铋合金体系的黏滞特性及其熔体结构转变图 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 多元合金熔体中的液-液结构转变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多元合金熔体的高温黏度特性 |
| 4.2.1 黏度的Arrhenius(logη～1/T)图 |
| 4.2.2 结构转变点和表征参数(η_0,ε,d_f)的数值 |
| 4.3 多元合金熔体的异常黏度行为分析 |
| 4.3.1 多元合金熔体黏度的异常行为 |
| 4.3.2 熔体中的三个温区 |
| 4.3.3 模糊区中可能存在不同的流团 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 铝镁合金熔体的黏滞特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝镁合金熔体结构、黏度及其与成分的关系 |
| 5.2.1 铝镁合余熔体结构 |
| 5.2.2 铝镁合金的黏度与成分的关系 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 二元合金熔体黏度模型的应用与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 二元合金熔体黏度计算模型及其应用 |
| 6.2.1 二元熔体黏度模型 |
| 6.2.2 实验 |
| 6.2.3 二元合金熔体黏度模型在锡铋合金体系中的应用 |
| 6.2.4 二元合金熔体黏度模型在铋锑合金体系中的应用 |
| 6.3 比较与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 外文论文 |
| Liquid-Liquid Structure Transition in Metallic Melts:Experimental Evidence by Viscosity Measurement |
| Composition Dependence of Viscosity for Al_(1-x)Mg_x(0≤x≤0.10)Alloys |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、近熔点液态纯铁和Fe-C二元合金的微观结构（论文参考文献）
- [1]纯金属及二元合金熔体团簇结构的研究[D]. 宋琳. 山东大学, 2020(04)
- [2]TC4/304L异种材料CMT焊接接头界面组织调控及性能研究[D]. 牟刚. 上海交通大学, 2020(01)
- [3]金属材料凝固过程研究现状与未来展望[J]. 翟薇,常健,耿德路,魏炳波. 中国有色金属学报, 2019(09)
- [4]铁基体中钛氧团簇及形核的基础研究[D]. 赵丹. 上海大学, 2019(03)
- [5]变温过程渣钢表面张力与界面张力的演变机制[D]. 高蔷. 东北大学, 2018(01)
- [6]熔体过热处理对Al-Cu系合金凝固组织及其高温力学性能的影响[D]. 包晓东. 安徽工程大学, 2014(06)
- [7]钢中MnS夹杂物析出行为研究[D]. 刘学. 东北大学, 2012(07)
- [8]铁液中纳米Al2O3粒子的运动行为[J]. 王国承,邓庚凤,方克明. 北京科技大学学报, 2009(07)
- [9]无铅钎料的液态结构与钎焊界面反应及其相关性研究[D]. 赵宁. 大连理工大学, 2009(05)
- [10]合金熔体的黏滞特性研究[D]. 王玉青. 山东大学, 2007(06)