ni-pb微晶的非平衡凝固及異常長大過程研究

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1、碩士學(xué)位論文Ni-Pb微晶的非平衡凝固及異常長大過程研究StudyonNon-equilibriumSolidificationandAbnormalGrainGrowthinNi-PbAlloy作者：唐躍躍導(dǎo)師：陳正副教授中國礦業(yè)大學(xué)二〇一五年五月中圖分類號TG146學(xué)校代碼10290UDC620密級公開中國礦業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文Ni-Pb微晶的非平衡凝固及異常長大過程研究StudyonNon-equilibriumSolidificationandAbnormalGrainGrowthinNi-PbAlloy作者唐躍躍導(dǎo)師陳正申請學(xué)位工學(xué)碩士培養(yǎng)單位材料學(xué)院學(xué)科專業(yè)材

2、料加工工程研究方向金屬材料答辯委員會主席朱亞波評閱人劉宇王曉虹二〇一五年五月論文審閱認(rèn)定書研究生唐躍躍在規(guī)定的學(xué)習(xí)年限內(nèi)，按照研究生培養(yǎng)方案的要求，完成了研究生課程的學(xué)習(xí)，成績合格；在我的指導(dǎo)下完成本學(xué)位論文,經(jīng)審閱，論文中的觀點、數(shù)據(jù)、表述和結(jié)構(gòu)為我所認(rèn)同，論文撰寫格式符合學(xué)校的相關(guān)規(guī)定，同意將本論文作為學(xué)位申請論文送專家評審。導(dǎo)師簽字：年月日致謝研究生三年的時光已經(jīng)接近尾聲，回望自己這一路的求學(xué)歷程，可以說很艱辛也很曲折，但面對困難我從未輕言放棄，也從未退縮過。在經(jīng)歷了艱苦磨練之后，我也嘗盡了汗水背后的甘甜。知識面的拓展，能力的提升，老師、同學(xué)、家人、朋友等在生活和

3、學(xué)習(xí)上給與我的幫助與支持，借此機會，我將向他們表達我真摯的謝意！首先本論文是在導(dǎo)師陳正副教授悉心指導(dǎo)下完成的，沒有陳老師的指導(dǎo)和鼓勵，論文是不可能順利完成的。在攻讀碩士學(xué)位期間，尤其是在課題的研究期間，陳老師淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)，務(wù)實的工作態(tài)度給我留下了深刻印象，為我今后的學(xué)習(xí)和工作樹立了良好的榜樣。借此，謹(jǐn)向陳老師表示衷心的感謝和深深的敬意！另外我還要感謝在實驗研究中給我提供指導(dǎo)和幫助的各位老師，以及陳強、崔榮欣、梁濤、張躍等各位師弟們在學(xué)習(xí)和生活上給予我的關(guān)心和幫助，正因為你們，我的研究生生活才那么豐富多彩，在此表示最誠摯的謝意。感謝我的父母及家人，是他們的支持和

4、關(guān)愛才讓我獲得如此珍貴的學(xué)習(xí)機會，并取得今日的成績。本文工作得到了國家自然科學(xué)基金(51101169)、江蘇自然科學(xué)基金(BK20141126)、中央高校基礎(chǔ)研究基金(2014QNA07)和中國礦業(yè)大學(xué)研究生科學(xué)項目(1401052B)的資助，在此向有關(guān)部門的支持表示感謝！最后，對百忙之中參與論文評審和答辯的各位專家和教授表示深深的感謝！摘要液/固相變和固態(tài)轉(zhuǎn)變（晶粒生長）是金屬材料加工成形中兩個緊密關(guān)聯(lián)的過程。然而，如何建立液/固相變與固態(tài)晶粒生長間的本征聯(lián)系，進而更好地指導(dǎo)材料的設(shè)計和制備卻有待進一步研究。本文選取Ni-Pb合金為研究對象，通過玻璃熔覆與循環(huán)過熱相結(jié)

5、合的凈化方法使合金熔體獲得深過冷。借助紅外測溫技術(shù)，運用TEM、SEM、EDS等分析測試手段，深入探究了深過冷Ni-Pb微晶的形成、長大規(guī)律及其熱穩(wěn)定性。主要結(jié)論如下：1.通過復(fù)合凈化方法獲得過冷度?T=20K-300K范圍內(nèi)的Ni-Pb合金的凝固組織演變規(guī)律。當(dāng)?T<80K時，合金的微觀組織主要是由發(fā)達的樹枝晶組成。當(dāng)80K150K時，凝固組織由深過冷樹枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙惲罹В译S過冷度增加，

6、晶粒逐漸細化。2.選取不同過冷試樣進行不同溫度和時間的退火處理，研究了Ni-Pb合金的正常/異常長大規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了晶粒長大過程的三個階段：1)緩慢增長階段2)快速增長階段3)穩(wěn)定增長階段。3.將動態(tài)晶界偏析條件下納米晶粒生長熱-動力學(xué)模型拓展并應(yīng)用于Ni-Pb微晶生長的整個過程。通過模型計算及TEM照片的標(biāo)定證實：晶粒緩慢增長階段歸因于Pb的晶界偏析導(dǎo)致的晶界能降低(即晶界生長驅(qū)動力降低)；快速增長階段是由晶界過飽和的Pb原子的團聚及第二相析出導(dǎo)致晶界能的二次增加引起；穩(wěn)定增長階段則受控于大量第二相沉淀導(dǎo)致的Zener拖拽。該論文有圖30幅，表8個，參考文獻119篇。關(guān)鍵

7、字：Ni-Pb合金；正常長大；異常長大；第二相粒子IAbstractAsformaterialpreparation,liqulid/solidtransformationandsolid-statetransition(e.g.graingrowth)aretwobasicandcorrelatedprocesses.Howtoproposearelationbetweenliqulid/solidtransformationandthesubsequentsolid-stategraingrowthandhowtoguidemater