強(qiáng)磁場(chǎng)作用下鋁銅合金的擴(kuò)散及時(shí)效析出行為.pdf

1、極端條件在科學(xué)研究中一直具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。強(qiáng)磁場(chǎng)可以改變一個(gè)系統(tǒng)的物理狀態(tài)(粒子的運(yùn)動(dòng)和能量量子化)，而使其引起科研工作者的濃厚興趣。本文以鋁-銅擴(kuò)散偶和Al-4﹪Cu合金時(shí)效析出過(guò)程為研究對(duì)象，探討了強(qiáng)磁場(chǎng)作用下鋁銅擴(kuò)散偶的原子擴(kuò)散與合金時(shí)效析出的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能及強(qiáng)磁場(chǎng)作用機(jī)理等問(wèn)題。 文中利用金相顯微鏡、電子探針、透射電鏡和X射線衍射儀等手段研究了強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)組織性能和原子擴(kuò)散的影響。研究結(jié)果表明：強(qiáng)磁場(chǎng)作用改變了Cu(A

2、l)原子的擴(kuò)散速度。對(duì)于鋁-銅擴(kuò)散偶而言，在溫度和時(shí)間相同的條件下，當(dāng)擴(kuò)散方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，施加強(qiáng)磁場(chǎng)后原子的擴(kuò)散距離增加近10倍；當(dāng)擴(kuò)散方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，原子的擴(kuò)散速度幾乎沒(méi)有變化。研究表明：強(qiáng)磁場(chǎng)使α-Al晶界附近Cu原子偏聚區(qū)明顯加寬，出現(xiàn)清晰的“富Cu臺(tái)階”，而相同條件下沒(méi)有施加強(qiáng)磁場(chǎng)作用時(shí)，晶界附近沒(méi)有富Cu偏聚區(qū)。研究還發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁場(chǎng)作用使Al-4﹪Cu合金時(shí)效析出組織具有明顯的旋轉(zhuǎn)取向和聚集效應(yīng)，隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大，這

3、種旋轉(zhuǎn)取向和聚集效應(yīng)增強(qiáng)，聚集的條狀析出相呈黑，長(zhǎng)形態(tài)。當(dāng)施加10T強(qiáng)磁場(chǎng)后，析出相大多聚集成串，而且基本上在兩個(gè)方向平行排列，且兩個(gè)方向近乎垂直，此外，在薄區(qū)邊緣聚集了很多的析出相。無(wú)磁場(chǎng)時(shí)，析出相呈彌散分布且基本上無(wú)聚集成串現(xiàn)象，也無(wú)方向性；與無(wú)磁場(chǎng)時(shí)相比，同樣溫度和時(shí)間條件下，強(qiáng)磁場(chǎng)細(xì)化了析出相組織。從強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)合金的力學(xué)性能影響來(lái)看,施加強(qiáng)磁場(chǎng)后合金硬度都有明顯的提高。在完全析出穩(wěn)定相前，由于Cu原子的擴(kuò)散速度加快,使合金硬化相G