cealcu三元系合金相關(guān)系及其合金電化學(xué)性能的研究

1、分類號 密級U D C 編號桂 林 電 子 科 技 大 學(xué)碩 士 學(xué) 位 論 文題目: Ce-Al-Cu三元系合金相關(guān)系及其合金電化學(xué)性能的研究(英文) The Study On Phase Relations of Ce-Al-Cu TernarySystem and Electrochemical Properties of its Compounds研 究 生 姓 名： 胡曉東指導(dǎo)教師姓名、 職務(wù)： 周懷營教授 饒光輝研究員申 請

2、 學(xué) 科 門 類： 工學(xué)碩士學(xué) 科 、 專 業(yè)： 材料加工工程提 交 論 文 日 期： 2009年4月論 文 答 辯 時 間： 2009年6月年 月 日摘 要摘 要本論文采用X射線衍射(XRD)， 差熱分析(DTA)， 掃描電鏡(SEM)等方法測定了Ce-Al-Cu (貧Cu端)三元系熔鑄態(tài)合金的相關(guān)系，并且利用了Rietveld方法計算機程序?qū)w系中的化合物進行晶體結(jié)構(gòu)修正。 另外， 本實驗利用所建立的相關(guān)系對鈰基金屬塑料(AMP)

3、的形成機制做了理論分析， 最后采用了元素替代法和不同的熱處理工藝對化合物Ce(Cu1?xAlx)5的電化學(xué)性能進行了優(yōu)化研究。Ce-Al-Cu三元體系合金有很好的玻璃形成能力， 能夠利用傳統(tǒng)的銅模吸鑄辦法在一個很寬的成份區(qū)內(nèi)形成非晶。 考慮到Ce-Al-Cu三元非晶金屬塑料(AMP)在傳統(tǒng)的電弧熔煉爐中熔煉后銅模吸鑄就可以得到， 本論文對電弧熔煉的Ce-Al-Cu(貧Cu端)三元系熔鑄態(tài)合金的相關(guān)系進行分析。 通過所建立的相關(guān)系圖， 確

4、定了Ce-Al-Cu三元非晶金屬塑料(AMP)的成份范圍主要集中在富鈰端的相區(qū)， Ce3Al相為富鈰端相區(qū)所共有，該區(qū)域低的共晶溫度和α-Ce3Al的特殊晶體結(jié)構(gòu)在鈰基金屬塑料(AMP)形成過程中起著很重要的作用。由此我們首次提出了Ce基金屬玻璃形成的原子簇堆垛阻挫(ClusterStacking Frustration)機制。 與Ce-Al-Cu三元系平衡相圖相比較而言， 對傳統(tǒng)電弧熔煉得到的熔鑄態(tài)樣品的相成份確定， 可以為非晶金屬塑

5、料(AMP)的形成機制提供更好的數(shù)據(jù)信息。采用電弧熔煉方法系統(tǒng)研究了Ce-Al-Cu(貧Cu端)體系熔鑄態(tài)相關(guān)系， 結(jié)果表明： Ce-Al-Cu(貧Cu端)三元體系在熔鑄態(tài)下由16個單相區(qū)， 32個雙相區(qū)和17個三相區(qū)組成。 16個單相區(qū)： θ(Al2Cu)， η2(AlCu)， *τ1(CeAl12?xCux)， *τ2(Ce2Al17?xCux)， *τ3(CeAl13?xCux)，*τ4(CeAl4?xCux)， *τ5(Ce2A

6、lCu2)， α(CeCu5)， β(α-Ce3Al11)， γ(CeAl3)， δ(CeAl2)， ε(CeAl)，ζ(α-Ce3Al)，ι(CeCu)，κ(Al) 和λ(γ-Ce)。32個雙相區(qū): κ + θ，κ + *τ1，κ +*τ4， κ + β， θ + *τ1， *τ1 + *τ2， *τ2 + *τ4， *τ1 + *τ4， *τ4 + β， *τ4 + γ， β + γ， γ +δ， *τ4 + δ， α + δ， *

7、τ4 + α， α + *τ2， *τ3 + α， *τ2 + *τ3， *τ1 + *τ3，θ + *τ3， η2 +*τ3， θ + η2， α+ *τ5， δ + *τ5， δ + ε， ε + *τ5， ε + ζ， ζ + *τ5， ι + *τ5， ζ + ι， λ + ζ， λ+ ι。 17個三相區(qū): κ + θ + *τ1， κ + *τ1 + *τ4， κ + *τ4 + β， θ + η2 + *τ3， θ + *τ

8、3+*τ1， *τ3+ *τ1+ *τ2， *τ1+ *τ2+ *τ4， *τ4+ β + γ， *τ4 + γ + δ， *τ3+ *τ2 + α， *τ2 + α+ *τ4， α + *τ4 + δ， δ + α + *τ5 ， *τ5 + ε + δ， *τ5+ ε + ζ， *τ5 + ζ + ι， ζ + ι + λ。在熔鑄態(tài)下，Cu 在Al，α-Ce3Al11，CeAl3和CeAl2 中的最大固溶度分別為2.48at.% C

9、u，1.6 at.% Cu，3.7 at.% Cu 和5.3 at.% Cu ，而Al 在CeCu5中的最大固溶度為44.1 at.%Al。 Al2Cu 和AlCu 的固溶區(qū)范圍分別為32.1～32.7 at.% Cu 和53.5～57.3at.% Cu。 研究的體系中有5個三元相， 這五個三元相及其固溶度分別是： CeAl12?xCux(4.0≤x≤4.53)， Ce2Al17?xCux (6.49≤x≤7.87)， CeAl4?xC