《磁約束金屬熔體原子擴散行為研究》是依託山東大學，由邊秀房擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：磁約束金屬熔體原子擴散行為研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：邊秀房
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
擴散，即質量傳輸，是制約金屬凝固和非晶形成的關鍵過程。利用磁場改變金屬的凝固過程是材料改性的新途徑。本課題利用自行研製的磁約束金屬熔體粘度儀及原子擴散分析儀，研究磁場條件下金屬熔體的自擴散係數和合金熔體的互擴散係數，試驗比較磁約束與非約束條件下的擴散規律差異。研究金屬熔體原子擴散在磁約束條件下對溫度梯度和成分濃度的依賴關係，探索磁約束非牛頓流體的溫度-擴散係數之間的聯繫。利用高溫熔體X射線衍射儀和擴散分析儀，研究在磁場條件下，原子擴散與原子團簇結構之間的聯繫及其對凝固過程的影響，建立磁約束金屬和合金熔體原子擴散物理模型，找出磁製約凝固過程和非晶形成的物理機制，這將從原子尺度研究金屬熔體的熱運動，為揭示原子擴散對微觀組織形成的影響及微觀偏析控制提供新的試驗證據和理論研究依據。
結題摘要
擴散，即質量傳輸，是制約金屬凝固和非晶形成的關鍵過程。利用磁場改變金屬的凝固過程是材料改性的新途徑。本課題利用自行研製的磁約束金屬熔體粘度儀及原子擴散分析儀，對磁場條件下金屬熔體的擴散性質進行了研究，主要創新成果如下： 1. 發現了外加磁場下CdGa、BiGa不混溶合金節點溫度的變化，揭示了該溫度變化的控制因素——凝固過程的能壘。提出了用於定量計算不混溶合金液相分離過程中的激活能的能壘方程，並且建立了能壘和磁場強度之間的關係。加入磁場後，不混溶合金熔體粘度增加；磁場強度增大，節點溫度向高溫方向轉移；隨著溫度的降低，合金粘度減小。 2. 在不同磁場條件下，Al、In、Sn、Bi熔體的粘度仍然遵循Arrhenius方程，並且其粘度都隨著磁場強度的增加而增大，其中，Al、In熔體粘度變化速率比Sn、Bi熔體大。 3. 採用Al-Si，Al-Ge合金作為熱浸熔體,發現了熱浸熔體環境對擴散層的形成和增長的關鍵作用。在兩種熱浸環境下，擴散層的厚度主要由η-Al5Fe2相的增長所控制。研究發現Ge原子的加入可以抑制Al原子的擴散，從而有效的抑制擴散層的增長，並且Ge原子在η-Al5Fe2相中的分布呈現反常的濃度梯度分布。
