snagcu微纳液滴的凝固组织及热稳定性研究

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1、上海大学硕：l二学位论文摘要金属微纳液滴由于尺寸的减小表现出与常规条件不同的凝固和物理特性。本文研究了溶液包裹电弧法制备SnAgCu合金液滴的工艺规律，并研究了不同尺寸和冷却速率的液滴的凝固过程及其热稳定性。本文首先采用溶液包裹电弧法制各了微纳液滴，系统研究了液滴的形成规律以及工艺参数对液滴的生产速率、生产效率、颗粒的形貌、氧化率、平均粒度和粒度分布等的影响规律。研究表明，随着电流的增加，微纳液滴的制备速率增加，但是纳米液滴的制备效率下降了，而且平均粒度有一定的粗化。不同的冷却介质对微纳液滴表面的氧化率表现出不同的影响。

2、采用液淬法研究了SnAgCu合金微米液滴的凝固特征。确定了液滴的冷却速率的范围及过冷度随液滴直径的变化趋势，分析了合金液滴随冷却速率和直径变化发生的液滴凝固组织形貌的转变。随着冷却速率的升高，显微组织有所细化。相同冷却速率不同尺寸液滴由于不同尺寸液滴的外界传热条件不同，显微组织发生显著细化。采用差示扫描量热法(DSC)研究了不同粒径的微滴在熔化和凝固过程中的热稳定性。当液滴尺寸在纳米级别时，测得的熔化温度较块体合金的熔化温度降低了9—10。C，体现了纳米液滴的尺寸效应。当液滴尺寸在微米级别时，随着液滴尺寸的减小、冷却速率

3、的增大，合金液滴的过冷度随之增大、结晶潜热减小。关键词：微纳液滴，SnAgCu，凝固组织，热稳定性V一I：海大学硕士学位论文ABSTRACTDifferentsolidificationandphysicalcharacteristicsareshowedbydifferentsizeofmicro．andllano．sizeddroplets．Inthispaper,thesolution—encapsulationself-consumabledirect．currentarcmethod(SEDAM)process

4、ingregularitiesofSnAgCualloydropletarecardedout．Andtherapidsolidificationsandthermalstabilityofdropletswithdifferentdiametersizeandcoolingrateareinvestigated．SnAgCudropletsaremanufacturedwithSEDAMandtheruleofformingofalloydropletsandtheeffectsofprocessingparamete

5、rsontheproductionrateofdroplets，theproductivity,themorphology,theoxygencontent，themeanparticlesizeandtheparticlesizedistribufionofpowdersaresystematicallyinvestigated．Theresultsshowthattheproductionrateofdropletsincreasewithhighercurrent，buttheproductivityofnanop

6、articlesdecreasesandcoarseningappearsinmeanparticlesize．SolidificationcharacteristicsofSnAgCualloymicro·dropletsareinvestigatedbyliquidquenching．Withthedropletsofdifferentsizes，thecoolingrateandundercoolingaredeterminedbycalculations．Andthemicro—structuralmorphol

7、ogytransitiontakesplaceasdropletdiameterdecreases．Increasingthecoolingrate，themicrostructureisrefined．Withdifferentsizesandsamecoolingrate，microstructureismarkedlyrefinedduetodifferentheattransfercondition．Finally,thethermalstabilityinmeltingandsolidificationproc

8、essingofdifferentpowdersWasinvestigatedbyDifferentialScanningCalorimetry(DSC)．Themeltingpointofnano-particlesreducesby9-IO。Ccomparedwiththatofbulkalloy．Andwith