多元低熔點(diǎn)共晶合金的凝固組織結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、低熔點(diǎn)合金在加工制造、相變儲(chǔ)能、電工電子自動(dòng)控制、連續(xù)鑄造模擬、焊接、測(cè)量等許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。尤其是共晶成分，在已公開(kāi)應(yīng)用的低熔點(diǎn)合金成分中占據(jù)了很大的比例。這是由于低熔點(diǎn)共晶合金具有單一熔點(diǎn)、優(yōu)異的鑄造性能和良好的組織穩(wěn)定性。然而，目前有關(guān)多元低熔點(diǎn)共晶合金基本的微觀組織特征和物化性能方面的資料幾乎處于空白，如組織形貌、相組成、確切的熔點(diǎn)、熔化焓和密度等文獻(xiàn)資料極為缺乏，其明確的成分也僅能在少數(shù)幾篇上世紀(jì)中期出版的俄文、日文等資

2、料中查到。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的極端缺乏嚴(yán)重的阻礙了低熔點(diǎn)合金的發(fā)展和應(yīng)用。
　　本論文采用真空感應(yīng)熔煉制備了文獻(xiàn)中報(bào)道中的13種多元低熔點(diǎn)共晶合金。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線(xiàn)衍射分析技術(shù)(XRD)、能譜分析(EDS)、差示掃描量熱儀(DSC)以及密度計(jì)等設(shè)備對(duì)這些多元低熔點(diǎn)共晶合金的微觀組織結(jié)構(gòu)、相組成、熱力學(xué)參數(shù)及密度等進(jìn)行了深入的分析和研究。第一次明確的給出了文獻(xiàn)報(bào)道的13種多元低熔點(diǎn)共晶合金的微觀組織形貌、相組成、熔化焓

3、等基本的物化數(shù)據(jù)，并澄清了確切的熔點(diǎn)。
　　隨著環(huán)境保護(hù)的需要，具有較低Pb和Cd含量或不含Pb和Cd元素的多元低熔點(diǎn)合金越來(lái)越受到工業(yè)界的重視和青睞，鑒于此，在對(duì)已有低熔點(diǎn)共晶合金成分做了深入研究的基礎(chǔ)上，本課題還設(shè)計(jì)了符合環(huán)保發(fā)展要求的一個(gè)不含Pb和Cd元素以及一個(gè)具有較低含Pb量的兩個(gè)多元低熔點(diǎn)共晶合金的新成分:In30Sn10Bi10Zn10(at.％)和In30Sn15Bi30Cd10Zn15(at.％)，并研究了其凝固

4、組織、相組成以及物化性能，研究結(jié)果如下:
　　(1) In30Sn10Bi10Zn10合金是具有復(fù)雜規(guī)則結(jié)構(gòu)的四元共晶合金，包含Sn-(In，Bi，Zn)固溶體相、BiIn2化合物相以及Zn-(In，Bi)固溶體相，合金的熔點(diǎn)為59.32℃，熔化潛熱為13.82 J/g，密度為7.919g/cm3。
　　(2) In30Sn15Bi30Cd10Zn15合金是具有復(fù)雜規(guī)則結(jié)構(gòu)的五元亞共晶合金，包含Zn固溶體相、BiIn化合物相