Sb基合金液態(tài)結(jié)構(gòu)和電阻率以及凝固組織的研究.pdf

1、以X射線衍射和電阻率等熔體物理性能測(cè)量為主要研究手段，結(jié)合掃描電子顯微鏡和能譜分析，對(duì)Ni2Sb98合金和Ag-Sb系列合金的液態(tài)結(jié)構(gòu)和凝固組織進(jìn)行了研究，探索所研究合金熔體結(jié)構(gòu)在冷卻過(guò)程中的演變規(guī)律，以及其對(duì)固態(tài)組織形成的影響。
　　 Ni2Sb98合金熔體的X射線衍射實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，熔體的最近鄰原子間距對(duì)溫度不敏感。Ni2Sb98合金熔體的配位數(shù)比存在皮爾斯畸變的Sb熔體大，而最近鄰和次近鄰原子間距之比也比簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)中該參數(shù)

2、大，說(shuō)明在Ni2Sb98合金熔體中皮爾斯畸變得到緩解。結(jié)構(gòu)因子第一峰右側(cè)的峰肩證明熔體中存在由Sb原子團(tuán)形成的共價(jià)鍵。結(jié)構(gòu)因子和雙體分布函數(shù)第二峰在711℃以上發(fā)生劈裂認(rèn)為是NiSb化合物的形成導(dǎo)致熔體結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)化學(xué)短程序造成。電阻率及粘度等結(jié)構(gòu)敏感物理參數(shù)的測(cè)量結(jié)果也顯示該合金熔體在750℃附近熔體發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。700℃附近恢復(fù)正常，在此區(qū)域以外，熔體粘度與溫度關(guān)系符合阿累尼烏斯定律，而電阻率也是隨溫度的降低而降低，并且呈線性變化。在

3、過(guò)冷態(tài)區(qū)域，由于以共價(jià)鍵結(jié)合的Sb的大量形成與長(zhǎng)大，使得電阻率隨過(guò)冷度增加而增加，熔體導(dǎo)電性能變差。通過(guò)固態(tài)X射線衍射、掃描電子顯微鏡和能譜分析對(duì)Ni2Sb98合金不同冷卻條件下的凝固組織進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)自然冷卻和隨爐冷卻條件下，Ni2Sb98合金在液態(tài)時(shí)形成的NiSb化合物保留到固態(tài)組織中，如果在凝固過(guò)程中在620℃長(zhǎng)時(shí)間保溫10h，NiSb相可消失。在較快冷卻條件下，Ni2Sb98合金的共晶組織規(guī)則，呈條棒狀，尺寸小，均勻，而長(zhǎng)時(shí)間保

4、溫的Ni2Sb98合金凝固組織晶粒異常粗大，無(wú)規(guī)則。
　　 對(duì)Ag-Sb系列合金進(jìn)行DSC研究發(fā)現(xiàn)，Ag56Sb44共晶合金的DSC降溫曲線中出現(xiàn)兩個(gè)放熱峰，說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)中的冷卻條件下，該合金熔體發(fā)生兩相分離，偏離了共晶成分。另外，不同成分Ag-Sb合金在發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)DSC曲線的變化說(shuō)明共晶組織形成與破壞時(shí)放出的熱量或者吸收的熱量更多，只有在含銻量很高、偏離共晶成分較遠(yuǎn)的合金中才有可能實(shí)現(xiàn)Sb相析出時(shí)放出的熱量比共晶轉(zhuǎn)變時(shí)大。A

5、g59Sb41合金和Ag40Sb60合金的DSC升溫曲線分別在642℃和636℃時(shí)出現(xiàn)異常峰，而在后續(xù)的電阻率測(cè)量中該溫度點(diǎn)未發(fā)生明顯的變化。使用非接觸法對(duì)不同含銻量的Ag-Sb合金測(cè)得的液態(tài)電阻率數(shù)據(jù)顯示，含銻量對(duì)電阻率變化影響較大。亞共晶Ag67.7Sb32.3合金和Ag59Sb41共晶合金在過(guò)熱區(qū)域，電阻率隨著溫度的降低略有升高，但是共晶合金在過(guò)冷區(qū)域電阻率升高的速率較快，在析出固相的瞬間兩者的電阻率均下降。對(duì)于過(guò)共晶合金而言，隨

6、著Sb含量的增加，ε相對(duì)熔體的影響削弱，熔體電阻率隨溫度降低而降低。過(guò)共晶合金的初生相為Sb，所以析出初生相時(shí)，與純銻的表現(xiàn)類似，電阻率信號(hào)向上突變，導(dǎo)電性能迅速變差。各成分合金在進(jìn)入過(guò)冷區(qū)域時(shí)，由于熔體內(nèi)部原子以共價(jià)鍵結(jié)合的Sb團(tuán)簇的不斷長(zhǎng)大使熔體的導(dǎo)電性能普遍降低。通過(guò)金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡對(duì)Ag-Sb合金系的凝固組織結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)亞共晶合金組織以典型的樹枝狀生長(zhǎng)方式生長(zhǎng);共晶合金組織形貌特殊，形狀多變，與傳統(tǒng)的共晶組