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山东大学学报 (工学版) ›› 2020, Vol. 50 ›› Issue (1): 123-128.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2019.002

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Al65Bi28Cu7偏晶合金的液-液相分离及凝固行为

张娜1(),于延军1,王玉青1,赵德刚2   

  1. 1. 山东职业学院, 山东 济南 250104
    2. 济南大学材料科学与工程学院, 山东 济南 250022
  • 收稿日期:2019-01-03 出版日期:2020-02-20 发布日期:2020-02-14
  • 作者简介:张娜(1980—),女,山东济南人,硕士,讲师，研究方向为多元合金制备与性能研究. E-mail：yyjsdjn@163.com
  • 基金资助:
    山东职业学院科研基金资助项目(KY-XY-201717)

Liquid-liquid phase separation and solidification behavior of Al65Bi28Cu7 monotectic alloy

Na ZHANG1(),Yanjun YU1,Yuqing WANG1,Degang ZHAO2   

  1. 1. Shandong Polytechnic, Jinan 250104, Shandong, China
    2. School of Materials Science and Engineering, University of Jinan, Jinan 250022, Shandong, China
  • Received:2019-01-03 Online:2020-02-20 Published:2020-02-14
  • Supported by:
    山东职业学院科研基金资助项目(KY-XY-201717)

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摘要：

利用电阻率法研究铜模冷却条件下Al65Bi28Cu7偏晶合金的液-液相分离过程,并分析Al65Bi28Cu7偏晶合金核壳结构的形成机理。研究结果表明,电阻率与温度关系曲线(ρ-T曲线)的异常变化证实了Al65Bi28Cu7偏晶合金熔体的凝固先后经历了液-液相分离、偏晶反应和共晶反应,在偏晶反应温度以上ρ-T曲线出现的非线性变化主要来源于熔体内的浓度起伏。Al65Bi28Cu7偏晶合金能够形成富Bi相包裹富Al相的核壳结构。

关键词: 偏晶合金, 液相分离, 电阻率法, 凝固

Abstract:

The liquid-liquid phase separation of Al65Bi28Cu7 monotectic alloy melt cast in copper mould was investigated by resistivity method. The formation mechanism of core-shell structure of Al65Bi28Cu7 monotectic alloy was discussed. The results showed that the anomalous changes in ρ-T curve confirmed the occurrence of liquid phase separation, monotectic reaction and eutectic reaction in the solidification of Al65Bi28Cu7 monotectic alloy melt. The anomalous change above monotectic temperature in ρ-T curve should be attributed to the concentration fluctuation of melt. The core-shell structure of Al-rich core covered by Bi-rich could form in the Al65Bi28Cu7 monotectic alloy.

Key words: monotectic alloy, liquid phase separation, resistivity method, solidification

中图分类号: 

  • TG146.2

图1

Al65Bi28Cu7偏晶合金在升温速率为10 ℃/min下的ρ-T曲线"

图2

Al65Bi28Cu7偏晶合金的XRD图"

图3

铜模冷却条件下Al65Bi28Cu7偏晶合金的SEM图"

图4

图3中点1的能谱分析图"

图5

图3中点2的能谱分析图"

图6

图3中点3的能谱分析图"

图7

铜模冷却条件下Al65Bi28Cu7偏晶合金的SEM图"

图8

图7中富Al相中方框区域的放大SEM图"

图9

图8局部组织的放大SEM图"

图10

图7中圆框区域的放大SEM图"

图11

铜模冷却下Al65Bi28Cu7偏晶合金的凝固过程示意图"

图12

砂模冷却条件下Al65Bi28Cu7偏晶合金的SEM图"

图13

图12方框区域组织放大的SEM图"

图14

图13方框区域组织放大的SEM图"

图15

图13圆框区域组织放大的SEM图"

1 贾均, 赵九州, 郭景杰, 等. 难混溶合金及其制备技术[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社, 2004.
2 RATKE L , DIEFENBACH S . Liquid immiscible alloys[J]. Materials Science & Engineering Reports, 1995, 15 (7): 263- 347.
3 PLEVACHUK Yu , DIDOUKH V , SOKOLOVSKⅡ B . The miscibility gap region in liquid ternary alloys[J]. Journal of Non-Crystalline Solids, 1999, 250 (8): 325- 328.
4 余瑾, 祖方遒, 丁厚福, 等. 连续变温金属固-液电阻率测试装置及应用[J]. 稀有金属, 2004, 28 (5): 880- 884.
doi: 10.3969/j.issn.0258-7076.2004.05.016
YU Jin , ZU Fangqiu , DING Houfu , et al. Design and application of instrument of rlectrical resistivity testing for solid-liquid metal during temperature continuous change[J]. Chinese Journal of Rare Metals, 2004, 28 (5): 880- 884.
doi: 10.3969/j.issn.0258-7076.2004.05.016
5 LI Mingyang , JIA Peng , SUN Xiaofei , et al. Liquid-liquid phase equilibrium and core-shell structure formation in Immiscible Al-Bi-Sn alloys[J]. Applied Physics A(Materials Science & Processing), 2016, 122 (4): 266- 268.
6 KABAN I , KÖHLER M , RATKE L . Interfacial tension, wetting and nucleation in Al-Bi and Al-Pb monotectic alloys[J]. Acta Materialia, 2011, 59 (10): 6880- 6889.
7 康志强, 杨雪, 冯国会, 等. Bi含量对Al-Bi偏晶合金纤维组织演变的影响[J]. 材料研究学报, 2016, 30 (8): 603- 608.
KANG Zhiqiang , YANG Xue , FENG Guohui , et al. Effect of bi-content on microstructure evolution of Al-Bimonotectic alloy[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2016, 30 (8): 603- 608.
8 张俊芳. Al-Bi-Sn-(Cu)难混溶合金的液相分离与核壳结构[D].上海:上海交通大学, 2013.
ZHANG Junfang. Liquid phase separation and core-shell structure of Al-Bi-Sn-(Cu) immiscible alloys[D]. Shanhai: Shanghai Jiao Tong University, 2013.
9 卢温泉. Al-Bi-(Sn)难混溶合金的液相分离及偏析形成动态行为[D].上海:上海交通大学, 2015.
LU Wenquan. Dynamic behavior of liquid phase separation and segregation in Al-Bi-(Sn) immiscible alloys[D]. Shanghai: Shanghai Jiao Tong University, 2015.
10 罗炳池, 王海鹏, 魏炳波. 自由落体条件下三元Ni-Pb-Cu偏晶合金的快速凝固[J]. 中国有色金属学报, 2009, 19 (2): 279- 285.
doi: 10.3321/j.issn:1004-0609.2009.02.013
LUO Bingchi , WANG Haipeng , WEI Bingbo . Rapid solidification of ternary Ni-Pb-Cu monotectic alloy under free fall conditions[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2009, 19 (2): 279- 285.
doi: 10.3321/j.issn:1004-0609.2009.02.013
11 张盼, 刘平, 刘新宽, 等. 不同成分铜铁合金组织与性能变化研究[J]. 铸造技术, 2018, 39 (3): 506- 511.
ZHANG Pan , LIU Ping , LIU Xinkuan , et al. Study on the microstructure and properties of copper ferroalloys with different components[J]. Foundry Technology, 2018, 39 (3): 506- 511.
12 WU Chen , LI Mingyang , JIA Peng , et al. Solidification of immiscible Al75Bi9Sn16 alloy with different cooling rates[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2016, 688 (6): 18- 22.
13 ZHAO Degang , LIU Rongxue , WU Di . Liquid-liquid phase separation and solidification behavior of Al-Bi-Sb immiscible alloys[J]. Results in Physics, 2017, 7, 3216- 3221.
doi: 10.1016/j.rinp.2017.08.056
14 WANG Lin , LI Shanshan , BO Lin , et al. Liquid-liquid phase separation and solidification behavior of Al-Bi-Sn monotectic alloy[J]. Journal of Molecular Liquids, 2018, 254 (3): 333- 339.
15 JIA Peng , ZHANG Jinyang , GENG Haoran , et al. Effects of melt superheating treatment on solidification structures of Al75Bi9Sn16 immiscible alloy[J]. Journal of Molecular Liquids, 2017, 232 (4): 457- 461.
16 DAI Rongrong , ZHANG Shuguang , LI Jianguo . One-step fabrication of Al/Sn-Bi core-shell spheres via phase separation[J]. Journal of Electronic Materials, 2011, 40 (12): 2458- 2464.
doi: 10.1007/s11664-011-1779-6
[1] 马其华 王宜泰. 高密度电阻率法在煤矿界外巨空水探测上的应用[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(4): 107-111.
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[1] 余嘉元1 , 田金亭1 , 朱强忠2 . 计算智能在心理学中的应用[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 1 -5 .
[2] 浦剑1 ,张军平1 ，黄华2 . 超分辨率算法研究综述[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 27 -32 .
[3] 刘文亮,朱维红,陈涤,张泓泉. 基于雷达图像的运动目标形态检测及跟踪技术[J]. 山东大学学报(工学版), 2010, 40(3): 31 -36 .
[4] 王丽君,黄奇成,王兆旭 . 敏感性问题中的均方误差与模型比较[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(6): 51 -56 .
[5] 王静,李玉江,张晓瑾, 毕研俊,陈位锁 . 粉煤灰去除水中活性紫KN-B[J]. 山东大学学报(工学版), 2006, 36(6): 100 -103 .
[6] 孙殿柱,朱昌志,李延瑞 . 散乱点云边界特征快速提取算法[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(1): 84 -86 .
[7] 岳远征. 远离平衡态玻璃的弛豫[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(5): 1 -20 .
[8] 程代展，李志强. 非线性系统线性化综述(英文)[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(2): 26 -36 .
[9] 王勇, 谢玉东.

大流量管道煤气的控制技术研究

[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(2): 70 -74 .
[10] 刘新1 ，宋思利1 ，王新洪2 . 石墨配比对钨极氩弧熔敷层TiC增强相含量及分布形态的影响[J]. 山东大学学报(工学版), 2009, 39(2): 98 -100 .
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