snte等合金熔体电子输运性质温度行为及其与凝固相关性

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3、然而，由于液态物质的多样性、复杂性，人们尚需不断地努力研究液态物质的结构与性质，并进而探索熔体结构和性质的不同状态与合金凝固行为的相关性，以期为材料研发和加工领域有效地控制组织及性能提供新的科学与技术依据。这些正是本文工作的研究背景和出发点。本文工作主要分为两大方面：首先，鉴于电子输运性质一一电阻率为结构敏感的物理量，以四电极法探索了几种合金熔体的电阻率(p)温度(T)行为，并在其异常变化现象揭示了不同熔体状态的基础上，探讨了温度诱导液．液结构转变动力学机制。其中，对未见曾有相关研究的Pb／Sn．Te若干成分的合金液，采用了循环升降温规程探索p．T行为

4、；而对已有升降温过程p．T行为研究的Sn．Sbl0合金熔体，采用了不同温度的等温规程进行实验探索。另一方面，依据上述工作结果所揭示的规律及特征等信息，以不同的熔体处理规程进行凝固实验，测取凝固曲线并结合牛顿热分析法(NTA)、金相检验等手段，进一步探索了这些合金的凝固与不同熔体状态的相关性，包括过冷度、凝固时间、生长速度、凝固潜热等重要凝固行为的参数，以及相／组织的大小、形态与分布等凝固组织特征。主要结论及创新点如下：(1)Sn．Sblowt％合金熔体不同温度下的等温实验结果表明，在850℃对Sn．Sblowt％合金熔体等温360min的过程中，p-t

5、曲线上未出现异常变化，而在875℃，885℃和900℃等温时，+p-t曲线上却均呈现出了一个明显的“Z"字型台阶，其开始时间分别为141、86、58min，且变化所需时间△t随等温温度的提高而缩短。该异常变化提示熔体中发生温度诱导液．液结构转变，而且，存在一临界温度区间，在低于该临界温度不会发生液．液结构转变。(2)转变动力学分析表明：Sn．SblOwt％熔体结构转变符合Kissinger--级转变动力学模型；随等温温度提高，转变速率常数KT变大，表明转变速率越快；不同阶段转变激活能计算表明，在转变开始极难进行，而转变分数x>0．2后转变进行相对容易。

6、(3)若干Pb．Te合金熔体的升降温循环试验表明，Pb．Tex(x=3，70，75wt％)合金熔体升温过程中均存在温度诱导的液液结构转变，而在Pb．TeX(x=83．4，90叭％)合金熔体升降温过程中均未出现该现象。这表明，并非每一种Pb．Te合金成分中都存在温度诱导的液液结构转变。分析认为，Pb．Te合金熔体是否发生结构转变，与PbTe熔体是否存在化学短程序有关。(4)对Sn．Te3wt％合金熔体升降温实验的研究发现，所发生的温度诱导的非连续液．液结构转变具有可逆性。对比而言，Pb．Tex(x=3，70，75wt％)的熔体结构转变则呈现不可逆性。这说

7、明，温度诱导液．液结构转变具有可逆与不可逆两类情况，且与合金系统有关。分析认为，含Sn合金熔体结构转变的可逆性源于熔体中存在四面体结构的Sn．Sn共价键团簇。(5)不同熔体状态的Sn．Sblowt％和Pb．Tex(x=3，70wt％)合金凝固实验表明，经历了温度诱导的液液结构转变的Sn．Sblowt％和Pb．Tex(x=3，70wt％)合金的形核过冷度均有所增加，凝固开始时间推迟、凝固时间缩短、晶粒尺寸得到细化、某些相的形貌也有所改变。分析认为，这些变化是由于温度诱导的液液结构转变使得熔体中原有的原子团簇打破后所形成的更加均一的且与固相的晶格结构不相同

8、的原子团簇造成的。关键词：熔体结构状态；电子输运性质温度行为；液．液结构转变；液．固相关性；凝