Zr在Cu-Sn合金中的溶解度及溶解速率的實驗研究.pdf

1、金屬鋯及其合金廣泛應(yīng)用于航天、航空、原子能、電子、冶金、化工、能源、輕工、機械和醫(yī)療等行業(yè),尤其是在原子能工業(yè)中的應(yīng)用具有重要意義。鋯優(yōu)異的核性能在于它的熱中子吸收截面只有0.18×10-28 m2。自然界中與鋯共生的鉿,具有大的中子吸收截面,對鋯作為核反應(yīng)堆的核心材料有害的,必須盡可能從鋯中除去。許多文獻中對鋯鉿分離的理論和實踐進行了報道。但是鋯的凈化過程非常復(fù)雜且成本高。
　　本文在SiC高溫管式電阻爐中700℃~1050℃的

2、溫度范圍進行了Zr在Cu-Sn合金中溶解度的實驗研究。實驗在Ar氣氛中進行,采用固體Zr坩堝,將配制好的Cu-Sn合金放入Zr坩堝中,在一定溫度下熔化,間隔取液態(tài)合金樣淬冷后分析其中Zr的含量隨時間及組成、溫度的變化。并對部分與Zr平衡的液態(tài)合金淬冷后做了XRD,DSC分析和掃描電鏡觀察與能譜分析。
　　通過改變實驗溫度及Cu-Sn合金的成分,考察了不同實驗條件下溫度及Cu-Sn合金的成分對Zr在Cu-Sn合金中溶解度及溶解速率的

3、影響。實驗得出:
　　(1)未達溶解平衡前,隨著溫度的升高及Cu-Sn合金中Cu含量的增加,Zr在Cu-Sn合金中的溶解速率隨之增大,且受溫度的影響顯著。
　　(2)對同一溫度下,Zr在 Cu-Sn合金中的溶解度隨合金成分而變化。在700℃~900℃的溫度范圍內(nèi),當溫度為900℃,Cu: Sn=8:2時,Zr在Cu-Sn合金中的溶解度的最大值是6.2％。
　　(3)Zr在Cu-Sn合金中的溶解達到平衡后,Zr在冷卻到室

4、溫的Cu-Sn-Zr三元體系中主要是以Zr5Sn3,ZrCu,Cu5Zr14及SnZr的二元相形式存在,沒發(fā)現(xiàn)同時含Cu,Sn,Zr三種元素的三元相。
　　(4)做出了與固體Zr平衡的Cu-Sn-Zr三元體系的部分等溫截面圖(液相線),相對于純Cu而言,Cu中加入少量的Sn有利于Zr在Cu-Sn合金中的溶解。
　　(5)本工作條件下,1000℃,Cu:Sn=9.5:0.5時Cu-Sn-Zr合金中Zr的最大溶解度為61.2%。