Nb--Ni--Ti三元系化合物XB及其相平衡研究.pdf

1、Nb-Ni-Ti三元系相圖研究始于上世紀(jì)60年代，隨著高溫合金、超導(dǎo)合金和形狀記憶合金等相關(guān)材料的設(shè)計(jì)與開發(fā)有所完善。但已有相平衡的研究結(jié)果主要集中在固態(tài)，而且有關(guān)三元化合物及其相平衡的研究還存在著較大的分歧，特別是化合物XB相晶體結(jié)構(gòu)及相平衡信息缺失。而目前剛剛興起的Nb基鑄造濾氫材料設(shè)計(jì)迫切地需要該合金系相平衡、尤其是高溫相平衡研究結(jié)果的支撐。XB相及其相關(guān)相平衡數(shù)據(jù)的匱乏，直接影響著濾氫膜材料成分與制備工藝的設(shè)計(jì)。
　　本研

2、究采用合金平衡組織結(jié)構(gòu)分析法，利用光學(xué)和掃描電子顯微組織分析、能譜成分分析、X射線衍射和透射電子衍射結(jié)構(gòu)分析、結(jié)合熱分析，對Nb-Ni-Ti系XB相的晶體結(jié)構(gòu)和平衡成分、以及相關(guān)相平衡進(jìn)行了研究，獲得以下研究結(jié)果:
　　(1) Nb-Ni-Ti系的二元化合物對第三組元都有著較大的溶解度。二元化合物TiNi對第三組元Nb的固溶度在1000℃時(shí)可達(dá)13.7 at.％;1000℃時(shí)Ni3Nb對Ti的溶解度可達(dá)6.7at.％。
　　

3、(2)具有六方晶體結(jié)構(gòu)的化合物XB在1000-1150℃的溫度區(qū)間可以與(βTi，Nb)、TiNi、XA、 XD、 Ni3Nb和液相保持平衡。
　　(3)1000℃時(shí)，Nb-Ni-Ti系等溫截面相圖中存在著與化合物XB相關(guān)的三相區(qū)(βTi,Nb)+TiNi+XB、 TiNi+XA+XB、 XA+XB+XD以及XB+XD+Ni3Nb。而XB相和二元化合物Ni6Nb7由于固溶能力提高已互溶成為一相;在保持六方晶體結(jié)構(gòu)的同時(shí)，晶格常數(shù)隨

4、著Ti含量的逐漸降低而增大，從a=b=0.435nm和c=2.620nm連續(xù)變化到Ni6Nb7的a=b=0.492nm c=2.664nm。
　　(4)在Nb-Ni-Ti系1100℃等溫截面相圖中三相區(qū)(βTi，Nb)+TiNi+XB、TiNi+XA+XB、XA+XB+XD同樣存在，但由于液相的出現(xiàn)XB+XD+Ni3Nb三相區(qū)不在存在。
　　(5)1150℃時(shí)，存在著三相區(qū)(βTi，Nb)+TiNi+liq和(βTi，Nb)