gasb合金熔体的密度、黏度特性研究

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1、济南大学硕十学位论文摘要合金熔体的液态结构和性能对其所形成的固体材料的结构和性能有着重要的影响，有关熔体结构物理性质的研究主要集中在密度、黏度和表面张力等方面，黏度和密度是液态金属最敏感的物理性质之一，合金熔体微观结构的变化会引起敏感物性的变化。合金熔体结构及其物理性质的研究具有十分重要的意义。本文采用HGWX-B型高温熔体物性测量仪、回转振动式高温熔体黏度测量仪、差示扫描量热仪和扫描电镜等试验仪器研究了半金属Ga、Sb和Ga．Sb合金的密度、黏度和快速凝固组织，揭示了合金熔体的密度、黏度随温度变化的规律，探讨了密度与黏度的关系及其两者

2、与熔体结构的内在联系，同时还探讨了熔体结构的演变机理。本文采用改进的阿基米德法系统的测量了Sb熔体、Ga熔体和Ga-Sb合金熔体的密度．温度特性。试验结果表明：熔体Ga的密度先随温度的升高而增加，而在液相线温度以上大约50"C时出现最大值6．086g／cm3,并且出现最大值后密度随温度升高而减小，Ga熔体的DSC曲线上在40℃左右出现热效应峰。熔体Sb的密度随温度的升高呈线性变化，与其他试验者所测密度数值相差不大，熔体Sb的体积膨胀系数随温度的升高线性增加，数值变化幅度较小，温度系数为5．81×10-4g／crn3K。本试验对Ga7Sb

3、93、Ga30Sb70和Ga36．5Sb63．s合金熔体的密度进行了测定。合金GaTSb93在整个测试温度区间，密度与温度近似呈线性变化，其拟合方程为：P=7．90—6．23x10-4T，Ga7Sb93熔体的体积膨胀系数随温度升高是连续而且近似线性变化的。而合金Ga36．5Sb63j和Ga30Sb70熔体密度与温度之间的关系曲线都类似纯Ga熔体，合金熔体密度在熔点附近都是先上升后单调下降，最大值一般都出现在熔点以上附近的温度范围内。Ga30Sb70在液相线温度以上大约750"(2时密度达到最大6．450g／cm3，随后密度随温度变化近似

4、成线性关系，温度系数为7．58x10-59crn-3／'C。Ga36．5Sb63．5在液相线温度以上大约740"(2时密度达到最大6．075g／cm3，温度系数为5．85x10’49cm-3／'C。Ga7Sb93熔体的DSC曲线上除了熔化吸热峰以外没有其它热效应峰的出现，Ga36．5Sb63．5熔体的DSC曲线在大约750℃出现热效应峰。根据黏度计算公式将本试验所测的密度代入，所测的黏度值与根据线性公式计算的密度测量的黏度值变化不大，数值保持一致趋势。从Ga、Sb和Ga-Sb合金熔体的黏度与温度的变化关系可以看出，在整个温度测试范围内，

5、黏度基本上符合An'henius公式，不同的是黏度曲线不是连续变化的。纯Ga熔体的黏度在大约180"(2出现异常IGa—Sb合余熔体的密度、黏度特性研究变化。密度虽是黏度测量的基本参数，但是密度的异常变化并没有在黏度上反映出来。纯sb熔体、GaTSb93和GaaoSb70合金熔体的黏度随着温度地降低而增大，而Ga36．5Sb63．5熔体的黏度在大约830"C之间出现异常变化，将熔体的黏度曲线分为两个温度区间，即低温区和高温区。快速冷凝下的凝固组织形态与熔体的黏度大小有关系，凝固组织中相分布越均匀，熔体的黏度相对来说较小。关键词：Ga-S

6、b，熔体，密度，黏度，液态结构H济南大学硕十学位论文●ABSTRACTThestructureofliquidandperformanceofalloymeltshaveimportantinfluenceontheperformanceandstructureofsolidmaterial．Thestudyofthephysicalpropertiesstresses0nthedensity,viscosity,surfacetension,etc．Thedensityandviscosityarethemostsensitiviti

7、esofliquidmetal．Thevarietyofmicrostructureofalloymeltswillbringthephysicalproperties’varieties．Itisimportanttoinvestigatethemicro—strllctIlI．eandphysicalpropertiesofmelt．Inthispaper,thedensities，viscosityandthephaseofrapidsolidificationofGa，SbandGa-Sballoymeltswerestudie

8、dbyemployingthephysicalpropertiesmeasuring,torsionaloscillation,DSCanalysisandSEM．Thedependenceofphysic