磁場(chǎng)下Ag-Sn合金粘度和Al/Ag液固擴(kuò)散的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-04 21:44
當(dāng)液態(tài)金屬中存在著某種物理量(如溫度)的梯度時(shí),液態(tài)金屬中就會(huì)有運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程。在液態(tài)金屬的運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)伴隨著力、質(zhì)量、能量的運(yùn)輸,而這些與液態(tài)金屬的粘度和擴(kuò)散有關(guān)。金屬熔體的粘滯性和擴(kuò)散行為是液態(tài)金屬原子遷移的一種表現(xiàn),是原子間結(jié)合力大小的反映,是金屬熔體的重要物理性質(zhì)。研究金屬熔體的粘度和擴(kuò)散行為對(duì)于研究與液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)和材料科學(xué)有著非常重要的意義。研究液態(tài)金屬的粘度和擴(kuò)散行為是了解液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的一種重要途徑,金屬熔體的粘度值與擴(kuò)散系數(shù)的倒數(shù)在數(shù)值上呈線性關(guān)系。本文通過(guò)研究磁場(chǎng)對(duì)金屬熔體粘度和金屬間液固擴(kuò)散所產(chǎn)生的影響,為探討粘度與擴(kuò)散之間的聯(lián)系提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。首先,以Ag-Sn合金為主要研究對(duì)象,利用附帶水平磁場(chǎng)的高溫熔體粘度測(cè)量?jī)x研究了合金熔體的粘度與溫度、磁場(chǎng)以及合金成分之間的關(guān)系,討論了熔體粘度與熔體成分、溫度、磁場(chǎng)條件的相關(guān)性。然后,研究了磁場(chǎng)對(duì)Al/Ag液固擴(kuò)散行為的影響,探討了磁場(chǎng)影響金屬擴(kuò)散行為的機(jī)制,討論了磁場(chǎng)對(duì)擴(kuò)散層成分分布以及微觀組織形貌的改變。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出:Ag-Sn合金熔體的粘度都隨著溫度的升高而降低,且符合Arrhenius關(guān)系式;...
【文章來(lái)源】:武漢紡織大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
附帶水平磁場(chǎng)的高溫粘度測(cè)量設(shè)備Fig.2.1Thetestequipmentforthematerialviscosityathightemperaturewithhorizontalmagnetic
圖 2. 2 磁環(huán) 磁 力線 分 布 示意 圖 e s o f ma g n e t ic fo rc e d is t ri b ut io n d ia gr a m
(a ) 純 Ag (b ) 純 Sn 圖 3 .1 不同 磁場(chǎng) 下 純 Ag 和純 Sn 的粘 度 與溫 度 的關(guān) 系 Fi g . 3. 1 Th e c o nt ra st o f v i sc o si ti e s fo r p ur e Ag a n d pu re Sn u nd e r t h e d i ff e re nt ma g n e t ic fi e l d圖 3 .1 是 不同 磁 場(chǎng) 下純 Ag 和 純 Sn 的粘 度— 溫 度曲 線。 其 中 純 Ag 和純 Sn 的熔 點(diǎn) 分別 為 12 33 K 和 50 5K , 實(shí)驗(yàn) 測(cè)量 的 溫度 范圍 是 從它 們 各自 的 熔 點(diǎn) 開(kāi)始 過(guò) 熱到 20 0 K, 在最高 溫 度點(diǎn) 保溫 1 20 mi n 后降 溫 測(cè)量 , 每 個(gè) 溫度 點(diǎn) 都保 溫 30 m i n, 同 時(shí) 在測(cè) 量的 過(guò) 程 中 一直 都充 入 高純 氬 氣 , 以保 護(hù) 金屬 不被 氧 化 。 從圖 3 .1 可以 看 出, 在 不 同 的 磁 場(chǎng)下 純 Ag 的粘 度要 大于 純 Sn 的粘 度 。 同 時(shí) 磁場(chǎng) 的 增加 增大 了 純 Ag 和純 Sn 的粘 度 ,4 2 0 G 磁場(chǎng) 對(duì) 純 Ag 的作 用 要 大于 對(duì) 純 Sn 的 作用 。 溫 度 是 影 響 液 態(tài) 金 屬 粘 滯 性 的 一 個(gè) 主 要 因 素 , 根 據(jù) 由 Ey r i ng 和 Do ol i tt l e 提 出 的 并由 Co he n 和 Gr e s t 改 良的 自 由體 積 理 論 可以 得 到, 在 液態(tài) 金 屬 中 隨著 溫 度的 不斷 升 高 ,金屬 熔體 中 的自 由 體 積就 會(huì) 不斷 膨脹 并 最 終 導(dǎo)致 了 自 由 體積 的 重 新分 布 , 在 宏觀 上 就 表 現(xiàn)為 熔體 粘 度的 降 低 ,這也 意味 著 隨著 溫 度 的升 高 金屬 熔體 的 粘 度 數(shù)值 不 斷 減 小。 同時(shí) ,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金屬熔體擴(kuò)散的研究進(jìn)展[J]. 朱純傲,耿永亮,張博. 中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2012(06)
[2]Effect of High Magnetic Field on Growth Behavior of Compound Layers during Reactive Diffusion between Solid Cu and Liquid Al[J]. B. Xu1), W.P. Tong1), C.Z. Liu2), H. Zhang1), L. Zuo1) and J.C. He1) 1) Key Laboratory of National Education Ministry for Electromagnetic Processing of Materials, Northeastern University, Shenyang 110004, China 2) Department of Materials Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, China. Journal of Materials Science & Technology. 2011(09)
[3]強(qiáng)磁場(chǎng)下Cu-25%Ag合金的凝固行為[J]. 李貴茂,王恩剛,張林,赫冀成. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[4]磁場(chǎng)對(duì)Pb-Sn合金層狀共晶生長(zhǎng)的影響[J]. 溫曉莉,陳釗,陳長(zhǎng)樂(lè). 鑄造技術(shù). 2009(03)
[5]Ni/Zn擴(kuò)散溶解層的初步研究[J]. 宋玉強(qiáng),李世春. 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
[6]Application of high magnetic fields in advanced materials processing[J]. MA Yanwei,XIAO Liye & YAN Luguang Applied Superconductivity Laboratory,Institute of Electrical Engineer-ing,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China. Chinese Science Bulletin. 2006(24)
[7]金屬熔體黏度與結(jié)構(gòu)相關(guān)性的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 耿浩然,孫春靜,楊中喜,王瑞,吉蕾蕾. 物理學(xué)報(bào). 2006(03)
[8]液態(tài)Sn的粘度及其熔體微觀結(jié)構(gòu)的變化[J]. 楊中喜,耿浩然,陶珍東,孫春靜. 原子與分子物理學(xué)報(bào). 2004(04)
[9]物質(zhì)抗磁性和順磁性的物理機(jī)制[J]. 黃海燕,周和平. 河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(02)
[10]強(qiáng)磁場(chǎng)下Bi-Mn合金中形成的MnBi相凝固組織[J]. 李喜,任忠鳴,王暉,李偉軒,鄧康,壯云乾. 金屬學(xué)報(bào). 2004(01)
博士論文
[1]典型二元共晶合金熔體結(jié)構(gòu)研究[D]. 孫建俊.山東大學(xué) 2009
[2]金屬熔體的黏滯特性及相關(guān)物性的研究[D]. 孫春靜.山東大學(xué) 2007
[3]共晶系和勻晶系二元合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及其對(duì)凝固的影響[D]. 李先芬.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]南鋼高爐爐料冶金性能及爐渣粘度研究[D]. 王明軍.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):2957420
【文章來(lái)源】:武漢紡織大學(xué)湖北省
【文章頁(yè)數(shù)】:60 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
附帶水平磁場(chǎng)的高溫粘度測(cè)量設(shè)備Fig.2.1Thetestequipmentforthematerialviscosityathightemperaturewithhorizontalmagnetic
圖 2. 2 磁環(huán) 磁 力線 分 布 示意 圖 e s o f ma g n e t ic fo rc e d is t ri b ut io n d ia gr a m
(a ) 純 Ag (b ) 純 Sn 圖 3 .1 不同 磁場(chǎng) 下 純 Ag 和純 Sn 的粘 度 與溫 度 的關(guān) 系 Fi g . 3. 1 Th e c o nt ra st o f v i sc o si ti e s fo r p ur e Ag a n d pu re Sn u nd e r t h e d i ff e re nt ma g n e t ic fi e l d圖 3 .1 是 不同 磁 場(chǎng) 下純 Ag 和 純 Sn 的粘 度— 溫 度曲 線。 其 中 純 Ag 和純 Sn 的熔 點(diǎn) 分別 為 12 33 K 和 50 5K , 實(shí)驗(yàn) 測(cè)量 的 溫度 范圍 是 從它 們 各自 的 熔 點(diǎn) 開(kāi)始 過(guò) 熱到 20 0 K, 在最高 溫 度點(diǎn) 保溫 1 20 mi n 后降 溫 測(cè)量 , 每 個(gè) 溫度 點(diǎn) 都保 溫 30 m i n, 同 時(shí) 在測(cè) 量的 過(guò) 程 中 一直 都充 入 高純 氬 氣 , 以保 護(hù) 金屬 不被 氧 化 。 從圖 3 .1 可以 看 出, 在 不 同 的 磁 場(chǎng)下 純 Ag 的粘 度要 大于 純 Sn 的粘 度 。 同 時(shí) 磁場(chǎng) 的 增加 增大 了 純 Ag 和純 Sn 的粘 度 ,4 2 0 G 磁場(chǎng) 對(duì) 純 Ag 的作 用 要 大于 對(duì) 純 Sn 的 作用 。 溫 度 是 影 響 液 態(tài) 金 屬 粘 滯 性 的 一 個(gè) 主 要 因 素 , 根 據(jù) 由 Ey r i ng 和 Do ol i tt l e 提 出 的 并由 Co he n 和 Gr e s t 改 良的 自 由體 積 理 論 可以 得 到, 在 液態(tài) 金 屬 中 隨著 溫 度的 不斷 升 高 ,金屬 熔體 中 的自 由 體 積就 會(huì) 不斷 膨脹 并 最 終 導(dǎo)致 了 自 由 體積 的 重 新分 布 , 在 宏觀 上 就 表 現(xiàn)為 熔體 粘 度的 降 低 ,這也 意味 著 隨著 溫 度 的升 高 金屬 熔體 的 粘 度 數(shù)值 不 斷 減 小。 同時(shí) ,
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]金屬熔體擴(kuò)散的研究進(jìn)展[J]. 朱純傲,耿永亮,張博. 中國(guó)科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2012(06)
[2]Effect of High Magnetic Field on Growth Behavior of Compound Layers during Reactive Diffusion between Solid Cu and Liquid Al[J]. B. Xu1), W.P. Tong1), C.Z. Liu2), H. Zhang1), L. Zuo1) and J.C. He1) 1) Key Laboratory of National Education Ministry for Electromagnetic Processing of Materials, Northeastern University, Shenyang 110004, China 2) Department of Materials Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, China. Journal of Materials Science & Technology. 2011(09)
[3]強(qiáng)磁場(chǎng)下Cu-25%Ag合金的凝固行為[J]. 李貴茂,王恩剛,張林,赫冀成. 東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(01)
[4]磁場(chǎng)對(duì)Pb-Sn合金層狀共晶生長(zhǎng)的影響[J]. 溫曉莉,陳釗,陳長(zhǎng)樂(lè). 鑄造技術(shù). 2009(03)
[5]Ni/Zn擴(kuò)散溶解層的初步研究[J]. 宋玉強(qiáng),李世春. 中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
[6]Application of high magnetic fields in advanced materials processing[J]. MA Yanwei,XIAO Liye & YAN Luguang Applied Superconductivity Laboratory,Institute of Electrical Engineer-ing,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100080,China. Chinese Science Bulletin. 2006(24)
[7]金屬熔體黏度與結(jié)構(gòu)相關(guān)性的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J]. 耿浩然,孫春靜,楊中喜,王瑞,吉蕾蕾. 物理學(xué)報(bào). 2006(03)
[8]液態(tài)Sn的粘度及其熔體微觀結(jié)構(gòu)的變化[J]. 楊中喜,耿浩然,陶珍東,孫春靜. 原子與分子物理學(xué)報(bào). 2004(04)
[9]物質(zhì)抗磁性和順磁性的物理機(jī)制[J]. 黃海燕,周和平. 河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2004(02)
[10]強(qiáng)磁場(chǎng)下Bi-Mn合金中形成的MnBi相凝固組織[J]. 李喜,任忠鳴,王暉,李偉軒,鄧康,壯云乾. 金屬學(xué)報(bào). 2004(01)
博士論文
[1]典型二元共晶合金熔體結(jié)構(gòu)研究[D]. 孫建俊.山東大學(xué) 2009
[2]金屬熔體的黏滯特性及相關(guān)物性的研究[D]. 孫春靜.山東大學(xué) 2007
[3]共晶系和勻晶系二元合金熔體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變及其對(duì)凝固的影響[D]. 李先芬.合肥工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]南鋼高爐爐料冶金性能及爐渣粘度研究[D]. 王明軍.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):2957420
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