第二章_凝固技术及其应用课件

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1、第一章凝固技术及其应用1.1快速凝固技术a.概念：冷却速度——大于105K/s，或S/L界面前进速度——m/sb.途径：急冷；深过冷c.机制：大量形核长大，形成亚稳相；形核长大被抑制，形成非晶和准晶。1.2快速凝固工艺基本条件：一、减少单位时间内金属凝固时产生的结晶潜热。——要求金属溶液必须被分散成液流或液滴，并且至少在一个方向上的尺寸极小，以便散热。二、提高凝固过程中的传热速度。——要求必须有足够的能迅速带走热量的冷却介质。三大类：a.b.c.1.2.1雾化法1.“枪”法2.双流雾化法3.离心雾化法1.2.2液态急冷法1.2.3束流表层急冷法1.3快冷材料1.快冷材料特点a

2、.扩大亚稳固溶度b.发现新的亚稳相c.生成微晶、纳米晶、准晶和非晶d.较小偏析2.快冷对性能的影响（1）提高强度（2）提高塑性（3）提高耐磨性（4）提高耐腐蚀性（5）提高磁性能（6）提高催化剂效率3.快冷材料介绍(1)快冷铝合金；(2)快冷镁合金；(3)快冷铜合金；(4)快冷钛合金；(5)快冷铁合金；(6)快冷镍合金；(7)快冷钴合金；(8)快冷金属间化合物；(9)快冷零维材料1.4定向凝固技术1.4.1共晶凝固和定向凝固碳化物的长大模型定向凝固:在熔模铸造型壳中建立特定方向的温度梯度,使熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向凝固的一种铸造工艺。1.4.2定向凝固共晶

3、复合材料的力学性能a.拉伸性能b.蠕变性能c.疲劳性能1.4.3定向凝固共晶复合材料的物理性能1.4.4定向凝固共晶复合材料的发展和前景1.5非晶材料制备技术1960年P.Duwez教授首先用熔体急冷法制得非晶合金。什么是非晶体？——长程无序短程有序。非晶态材料基本上是无序结构。然而，当用x射线衍射研究非晶态材料时会发现．在很小的范围内，如几个原子构成的小集团．原子的排列具有一定规则，这种规则称为短程有序。1.非晶形成条件2.低维非晶制备方法非晶粉体制备非晶丝带材制备a.熔体急冷法b.气体直接凝聚法真空蒸发沉积，溅射，辉光放电，CVD等3.大块非晶制备方法a.大块非晶合金系及

4、非晶形成能力明确的非晶转变温度Tg宽的过冷液相区ΔTx高的约化玻璃温度Trg低的临界冷却速度Rcb.大块非晶研究动态c.大块非晶制备原理(1)降低熔体的熔点，使合金成分处于共晶点附近；(2)提高Tg；(3)合理的原子尺寸配合；(4)增加熔体的黏度；(5)抑制非均匀形核。d.块状非晶合金的制备方法(1)快速凝固法(2)磁悬浮熔炼(3)静电悬浮熔炼e.大块非晶合金的性能(1)破坏形式(2)力学性能(3)耐蚀性能(4)铁磁性能1.6单晶制备技术1.6.1概述自然界中形成的晶体叫天然晶体，而人们利用各种方法生长出来的晶体则叫人工晶体。目前，人们不仅能生长出自然界中已有的晶体，还能制造

5、出许多自然界中没有的晶体。人们发现，晶体的颜色五彩纷呈，从红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫到各种混合颜色，简直应有尽有，令人目不暇接。比如说激光晶体。这是一种非常重要的晶体，它吸收足够的能量之后能发出一种特殊的强光，我们叫它“激光”，所以这种晶体叫做激光晶体。目前，人们已研制出数百种激光晶体。其中，红宝石晶体是最引人注目的一种。单晶体的基本性质(1)均匀性(2)各向异性(3)自限性(4)对称性(5)最小内能和最大稳定性1.6.2单晶体制备方法1.S-S平衡的晶体生长a.再结晶驱动力b.晶粒长大c.应变退火生长例：铝单晶的制备d.烧结生长非金属的晶粒生长2.L-S平衡的晶体生长3.常

6、温溶液法4.高温溶液法5.其他方法