ti、zr、b对耐热铝合金微观组织影响及eet理论分析

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1、IIIIIIIIIIIUlIIIIIIIlUIIlY2313330学位论文原创声明本人郑重声明：呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经撰写或发表过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确的方式表明。本声明的法律责任由本人承担。黜姗：墨嬲隰砩年石月7曰学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅

2、和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文或汇编学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。撇姗：剃噶眺加侈年／月7日摘要研究表明在铝合金中加入Ti、Zr、B等元素，并合理分配它们的比例份额可以提高铝合金的耐热性，同时保持较好的导电性及强度。但对结果的理论解释研究较少。通过扫描电镜测试及透射电镜测试研究了在纯铝中添加Ti、Zr、B等元素后的生成物及其对铝合金微观组织的影响，实验表明在原子数目

3、比为(Yi+Zr)：B>l：2的3种不同样品中不仅有六方结构的TiB2、ZrB2存在，还有立方结构的A13Ti和A13Zr存在；而在原子数目比为(Ti+Zr)：B=l：2的3种不同样品中只发现了六方结构的TiB2、ZrB2晶粒。另外金相结果显示原子数目比为(Ti+Zr)：B>I：2的3种样品的晶粒度普遍小于原子数目比为(Ti+Zr)：B=I：2的3种样品。即当原子数目比为(Ti+Zr)：B=I：2时，细化程度不明显，对电子的散射较少，导电性能受影响较少。通过EET理论中的键距差法(BondLengthDifference，简称BLD方法)分别计算了TiB2、

4、ZrB2、A13Ti和A13Zr的键能、共价电子数。结果表明TiB2的最强键键能、最强键的共价电子数远大于A13Ti的最强键键能、最强键的共价电子数，所以Ti元素优先和B元素结合成TiB2，当B元素消耗完，Ti元素再与A1结合成A13Ti。ZrB2的最强键键能、最强键的共价电子数远大于A13Zr的最强键键能、最强键的共价电子数，所以Zr元素优先和B元素结合成ZrB2，当B元素消耗完，Zr再与Al结合成A13Zr。即六方结构的TiB2、ZrB2优先于立方结构的A13Ti和A13Zr生成。这就解释了扫描电镜的实验结果：当原子数目比为(Ti+Zr)：B=1：2时，

5、只发现了六方结构的晶粒(YiB2、ZrB2)；当原子数目比为(Ti+Zr)：B>I：2时，既有六方结构的晶粒(TiB2、ZrB2)存在，又有立方晶格结构的晶粒(A13Ti、A13Zr)存在。分别计算0【．A1与TiB2、ZrB2、A13Ti和A13Zr的最相似面的电子面密度差。A13Ti的(111)面和a．A1的最相似面(111)面的电子面密度差1．11％远小于TiB2的(0001)面与0【．A1的最相似面(110)面的电子面密度差40．88％；A13Zr的(111)面和0【．A1的最相似面(111)面的电子面密度差20．05％远小于ZrB2的(0001)面

6、与Q—A1的最相似面(110)面的电子面密度差87．09％。因为电子面密度差越小，两种物质摘要电子的连续性越好，越有助于0【．A1的异质形核，细化效果越显著。所以原子数目比为(Ti+Zr)：B>l：2的样品的晶粒度普遍小于原子数目比为(Ti+Zr)：B=l：2的样品的晶粒度，与金相实验的结果相符合。而晶粒越小，晶界对电子的散射就越严重，进而降低合金的导电性。所以，控制Yi、Zr、B的添加量，使原子数目比为(Ti+Zr)：B=1：2，此时只有TiB2、ZrB2生成，铝合金的导电性较好。分别计算0【．A1、TiB2、ZrB2、A13Ti和A13Zr的派．纳力，计

7、算结果为：0．05002、14．03272、7．20934、0．43760、0．21664。TiBE、ZrB2、A13Ti和A13Zr派一纳力较大，位错无法从TiB2、ZrB2基体切过，只能采取绕过机制。当它们大量细小弥散地分布在铝基体中时，会对位错起到很好的钉扎效果，提高再结晶温度，使铝合金保持良好耐热性。综合分析添加不同含量Ti、Zr、B后，对铝合金的导电性、耐热性的影响，可知应使Ti、Zr、B的原子数目比为(Ti+Zr)：B=I：2，此时铝合金既保持了良好的耐热性，又未降低导电性。关键词：耐热铝合金EET理论电子面密度差派．纳力AbstractRese

8、archshowsthataddingTi，Zran