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《Au-Pt和Pd-Pt二元合金系fcc相擴(kuò)散遷移率評(píng)估.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、Cu-Pt和Pd-Pt二元合金系中fcc相擴(kuò)散遷移率參數(shù)的優(yōu)化與計(jì)算王翠萍，張炎財(cái)，盧勇，藺金燕，余涌，劉興軍*（廈門(mén)大學(xué)材料學(xué)院，福建廈門(mén)361005）摘要：本研究利用DICTRA軟件分別優(yōu)化了Cu-Pt和Pd-Pt二元合金系中fcc相擴(kuò)散遷移率參數(shù)與溫度的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取得了良好的一致性.基于所優(yōu)化的參數(shù)計(jì)算了擴(kuò)散偶的濃度曲線，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較可知，本研究所優(yōu)化的擴(kuò)散遷移率參數(shù)具有良好的準(zhǔn)確性與有效性.該研究為Cu-Pt和Pd-Pt二元系的動(dòng)力學(xué)研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù).關(guān)鍵詞：Cu-Pt和Pd-Pt二元合金系；擴(kuò)散遷移率參數(shù)；擴(kuò)
2、散系數(shù)；DICTRA中圖分類(lèi)號(hào)：TG111.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ACu-Pt和Pd-Pt二元合金具有良好的導(dǎo)電率，高溫抗氧化性，化學(xué)穩(wěn)定性和焊接性能[1-5].大多數(shù)合金的物理性能和機(jī)械性能都與擴(kuò)散行為有著密切的關(guān)系，因此，擴(kuò)散過(guò)程的研究對(duì)新材料的開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義[6].如，用作氧氣傳感器的Pd-Pt多孔薄膜材料是通過(guò)Pd/Pt雙層薄膜互擴(kuò)散而得到的[4]；Pd在Cu中的擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致Cu-Pt薄膜表面的電阻明顯增加[2].因此，有必要對(duì)Cu-Pt和Pd-Pt二元合金系中fcc相的擴(kuò)散遷移率參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化與計(jì)算，同時(shí)有關(guān)Cu-Pt和Pd-Pt基礎(chǔ)二元合金
3、系擴(kuò)散的研究可以為Pt基多元合金系擴(kuò)散的研究提供理論信息.近年來(lái)，擴(kuò)散的計(jì)算模擬是相變研究的一個(gè)重要發(fā)展方向.DICTRA(DIffusionControlledTRAnsformation)軟件包是其中一個(gè)有效的模擬工具，它在CALPHAD(CALculationofPHAseDiagram)框架下進(jìn)行操作，是CALPHAD方法的擴(kuò)展[7-11].在擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合體系的熱力學(xué)描述，用DICTRA軟件優(yōu)化與計(jì)算體系的擴(kuò)散遷移率參數(shù).近年來(lái)，本課題組在建立材料熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開(kāi)展了材料動(dòng)力學(xué)方面的研究[12-15]，并建立
4、動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)，為新材料的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù).本研究是在擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合體系的熱力學(xué)描述，用DICTRA軟件優(yōu)化Cu-Pt和Pd-Pt二元合金系中fcc相的擴(kuò)散遷移率參數(shù)，進(jìn)一步完善Pt基合金的擴(kuò)散遷移率數(shù)據(jù)庫(kù).同時(shí)，通過(guò)模擬擴(kuò)散偶的濃度曲線進(jìn)一步驗(yàn)證所獲得的原子遷移率的準(zhǔn)確性和有效性.1實(shí)驗(yàn)與計(jì)算信息1.1Cu-Pt二元合金系Mishra等[16]利用EPMA方法，實(shí)驗(yàn)測(cè)定了在1273K溫度時(shí)Cu/Pt擴(kuò)散偶的濃度曲線.結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)定的擴(kuò)散偶濃度曲線，同時(shí)采用Wagner[17]的關(guān)系式，Mishra等[16]計(jì)算了Cu-Pt二元合金系中fc
5、c相在1198~1273K溫度范圍內(nèi)的互擴(kuò)散系數(shù)，最后利用外推法將互擴(kuò)散系數(shù)外推至0%（原子分?jǐn)?shù)）Cu，從而獲得1198~1273K溫度范圍內(nèi)的Cu在fcc-Pt中的雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù).Johnson等[18]通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了1372~1651K溫度范圍內(nèi)的Cu在fcc-Pt中的雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù).Kubaschewski等[19]通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了1311~1673K溫度范圍內(nèi)的Cu在fcc-Pt中的雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)，并研究了Pt-13.9%（原子分?jǐn)?shù)）Cu合金在1311~1673K溫度范圍內(nèi)的互擴(kuò)散系數(shù).Matano[20]研究了Cu/Cu(7%~10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）
6、Pt)擴(kuò)散偶，假設(shè)互擴(kuò)散系數(shù)與濃度無(wú)關(guān)，用誤差函數(shù)計(jì)算了Cu-Pt二元合金系中fcc相763~1233K溫度范圍內(nèi)的互擴(kuò)散系數(shù).Matano[20]假設(shè)互擴(kuò)散系數(shù)與濃度無(wú)關(guān)，但是這與Mishra等[16]報(bào)道的互擴(kuò)散系數(shù)隨濃度顯著變化的情況完全相反，并且Matano[20]研究報(bào)道的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與Mishra等[16]和Kubaschewski等[19]報(bào)道的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都相差較大.故本研究在計(jì)算時(shí)沒(méi)有采用Matano[20]報(bào)道的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).Liu等[21]利用CALPHAD方法，對(duì)Cu-Pt二元系中Pt的自擴(kuò)散參數(shù)、雜質(zhì)擴(kuò)散參數(shù)和二元互擴(kuò)散參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化
7、與計(jì)算。但是關(guān)于Cu在fcc-Pt中雜質(zhì)擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有新的文獻(xiàn)報(bào)道；以及Liu等[21]優(yōu)化二元互擴(kuò)散參數(shù)所采用的實(shí)驗(yàn)信息[19-20]很有限，而且計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[20]相差較大，也沒(méi)有考慮有關(guān)擴(kuò)散偶方面的研究信息.所以本研究在綜合考慮有關(guān)Cu-Pt二元合金系的實(shí)驗(yàn)信息[16,18-19]的基礎(chǔ)上，對(duì)Cu-Pt二元合金系中fcc相的Cu在fcc-Pt中的雜擴(kuò)散與Cu-Pt二元合金的互擴(kuò)散遷移率參數(shù)進(jìn)行重新優(yōu)化與計(jì)算.1.2Pd-Pt二元合金系Baheti等[6]利用EPMA方法，實(shí)驗(yàn)測(cè)定了在1573K溫度時(shí)Pd/Pt擴(kuò)散偶的濃度曲線.結(jié)合實(shí)驗(yàn)
8、測(cè)定的擴(kuò)散偶濃度曲線，同時(shí)采用Wagner[17]的關(guān)系式，Baheti等[6]計(jì)算了Pd-Pt二元合金系中fcc相142
