Ce-Al-Ni合金熔体的互扩散行为研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leninho
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作为典型的非晶合金体系,Ce基非晶合金具有独特的物理特性和较低的玻璃转化温度,是金属熔体扩散这个领域重要的研究课题之一。研究Ce基二元合金熔体和三元合金熔体原子的扩散行为也将极大的帮助我们从液体结构、热力学和动力学等角度去研究Ce基非晶合金的特性。结合课题组之前设计的高真空金属熔体原子扩散测量系统,对现有的测量装置进行了完善与改进,设计了一种新型的熔体原子扩散系数测量系统,极大的提高了实验的效率和实验的成功率。采用该技术测量了典型Ce基合金成分:Ce80Al20合金熔体、Ce80Ni20合金熔体和Ce70Al10Ni20合金熔体的扩散系数。在Ce基二元合金体系中通过高斯误差函数对测量的实验数据进行拟合得到了相应温度点的扩散系数。本文的测量值与前人的研究测量的结果对比也表明本技术的优势和可靠性。利用多层平动剪切技术研究了Ce70Al10Ni20非晶合金熔体的互扩散系数随时间变化关系。结合全局优化算法求解得到三元合金熔体的互扩散系数矩阵。分析三元合金熔体中热力学方面对原子互扩散行为的影响。探究了熔体中各原子扩散系数随时间的变化关系,且主扩散系数在整体趋势上符合阿仑尼乌斯关系。利用第一性原理分子动力学模拟计算了Ce80Al20合金熔体和Ce70Al10Ni20合金熔体中原子的自扩散系数。利用实验测量的结果结合达肯公式对Ce基合金熔体的扩散行为进行分析,研究了熔体原子互扩散和自扩散之间的联系。也通过达肯公式逆运算得到了三元合金体系的自扩散系数近似值,为三元合金体系的自扩散系数研究探究了一条新思路。
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