《小平面/小平面類包晶合金定向凝固特性與相選擇研究》是依託哈爾濱工業大學，由郭景傑擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：小平面/小平面類包晶合金定向凝固特性與相選擇研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郭景傑
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
小平面/小平面類包晶合金是包晶合金系中的一類重要材料,包括許多重要的結構和功能材料。該類合金在凝固過程形成的初生相和包晶相均為以小平面方式生長的金屬間化合物，其凝固特性迥異於包晶合金系中的其它幾類合金,也是人們很不熟悉的。本項目以包晶兩相晶體結構相似的Al-Ni等和相差較大的Al-Mn等兩類典型的小平面/小平面類包晶合金為研究對象，通過研究小平面生長的金屬間化合物相在定向凝固中的溶質分凝特性和界面穩定性等規律，揭示合金在液固和包晶耦合相變過程的界面生長特性、包晶相形核與生長機制以及相和微觀組織競爭選擇規律等。本項目不僅可以豐富包晶凝固理論，還對於利用金屬間化合物各向異性特點，採用定向凝固的方法，控制相的擇優生長，發揮某些晶向具有優異性能的優勢從而獲得組織與性能的最佳配合的工程實踐提供系統的理論和實驗依據。
結題摘要
根據申請書，本項目主要進行以下三大方面研究： (1) 定向凝固條件下，小平面類包晶合金的金屬間化合物包晶相形核和生長機制 (2) 定向凝固條件下， 小平面類包晶合金的定向凝固特性 (3) 定向凝固條件下，小平面類包晶合金在液/固和包晶耦合相變下相選擇規律 根據上述研究計畫，本項目從以下幾方面開展執行研究： (1) 採用熱分析技術，系統研究了寬成分範圍Al-Ni和Al-Co系包晶合金在不同反應平台內，金屬間化合物相的形核與生長機制，揭示了穩定相與亞穩相競爭機理； (2) 根據溶質守恆及無固溶化合物相成分單一原理，構建了金屬間化合物相以低速平界面生長時的溶質分凝模型；揭示了含化合物相合金凝固過程存在與凝固進程相關組織演變的本質特徵；並基於此特徵，提出了躍遷變速定向凝固方法，可以使非共晶成分合金在寬抽拉速度範圍獲得全共晶組織； (3) 針對Al-Ni包晶合金開展了系統的定向凝固組織演化規律研究，發現了一種全新的分離式包晶反應模式，並根據TGZM效應，構建了分離式包晶反應模型； (4) 基於NCU模型及本項目構建的化合物相分凝模型，分析了小平面類包晶合金形成帶狀組織和共生組織的可能性，並圍繞Al-Ni系構建了小平面類包晶合金相選擇圖。 項目整體基本按照計畫書中內容執行，其中，在以下幾方面取得較大突破：化合物相溶質分凝特性；含化合物合金與凝固進程相關的組織演變；分離式包晶反應模式與機理。尤其在小平麵包晶定向凝固特性方面的研究成果，得到德國耶拿大學Markus Rettenmayr 教授的高度評價。Markus Rettenmayr 教授是德國凝固熱力學和動力學研究專家，現任耶拿大學材料科學與技術學院、物理與宇航學院院長，國際著名期刊《Journal of Crystal Growth》主編。2011年Markus Rettenmayr 教授專門到申請人課題組講學，並與申請人在定向凝固糊狀區研究領域達成合作事項。整個項目研究共發表32篇SCI論文.
