snbi系与pb30﹪sb合金熔体结构转变的可逆性及其对凝固的影响

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1、Sn-Bi系与Pb-30％Sb合金熔体结构转变的可逆性及其对凝固的影响摘要在材料的凝固及晶体生长的工程实践及研究中，人们早就发现了液．固遗传现象，以及固体的结构和性能与其母相液体的热历史相关性。近年，人们探索了对熔体进行诸如“过热”、“温度处理”、“热速处理”等工艺方法，取得了一些可喜进展。然而，虽然人们将凝固行为及组织的不同归结为与熔体结构的相关性，但对其内在规律及本质并不十分清楚，工艺探索上往往也就存在一定盲目性。本文研究了Sn—Bi系合金及Pb-30％Sb合金的电阻率温度特性，探讨了合金熔体结构转变及其可逆性，并探索了由此而引起的凝固行为、凝固组织的影响及作用规律。

2、主要内容及结论如下：(1)通过五种成份sn．Bi系合金及纯Sn和纯Bi电阻率温度特性的研究，发现在液相线上特定温度范围内均会发生温度诱导液一液结构转变；且该合金系中所发生的结构转变在随后的降温过程中部分可逆。(2)分析认为主要与Sn相关，因液态Sn中存在两种不同性质的短程序结构：一种是不可逆的短程序结构，它表现为某种亚稳态的团簇；另一种是可逆的短程序结构，它表现为呈四面体结构的Sn—Sn共价键团簇。(3)以发生液一液结构转变的温度区间为参考，选取两温度(液一液结构转变前，液一液结构转变后)作为合金的熔炼保温温度，通过对Sn—Bi系三种成分合金的凝固实验研究发现，发现结构变

3、化后的熔体凝固过冷度增大，从而使得临界形核半径减小，形核率增大，晶体生长速度减小，还会使溶质有效分配系数减小。最终结果使得凝固组织细化，并影响组织的偏析。(4)通过Pb一30％Sb合金电阻率研究，发现该合金在843—1020℃范围内发生熔体结构转变且不可逆，并且结构转变后的Pb-30％Sb熔体凝固行为发生显著变化，再次验证了温度诱导熔体结构转变对凝固有较大的影响。熔体结构转变在Sn．Bi系合金的可逆现象以及Pb-30％Sb合金中的不可逆现象，揭示了温度诱导的液一液结构转变在不同系统中呈现出相异的特征属性和规律，对“温度诱导非连续、液-液结构转变”规律和性质的整体认知有重要

4、意义。此外，依据熔体结构与性质及其变化特点等方面的信息，来探索了由此而引起的凝固行为、凝固组织的影响及作用规律，不仅避免了通常研究的盲目性，而且，其相关结论对于认识“热历史相关性”这一基本规律问题，从物理本质上有了明确而具体的深入理解，对发展凝固相关的材料加工新工艺具有积极意义。关键词：sn—Bi合金、Pb一30％Sb合金、液一液结构转变、凝固行为、过冷度TheReversibilityoftheLiquid-LiquidStructureTransitionanditsEffectontheSolidificationofSn—BiandPb-Sb30％alloyAbs

5、tractInthepracticeandinvestigationaboutmaterialsolidificationandcrystalgrowth,theliquid-solidheredityandthecorrelationbetweenthestructure，propertiesofsolidandtheliquid’Sheathistoryhavebeenearlydiscovered．‰tly,overheating,meltthermaltreatment,meltthermal-ratetreatmenthavebecomethemostactiv

6、eareasincondensedmatterphysicsandmaterialprocessing，andsomeachievementshavebeenacquired．HowevegthedifferentsolidificationstructureiSoftenowedtothedifferenceofthemelt'sstructure．andtheessenceoftheeffectneedtobefurtherstudied．IthasbeenacceptedthatthetemperaturecallinducetheLiquid-Liquidstru

7、cturetransition(L-LST)，butthereversibilityoftheL-LSTanditseffect011thesolidificationareseldomstudied．Inthispaper,wecafryoutinvestigationofthetemperaturedependenceofelectricalresistivity(p-DusingDCfour-probemethodforSn—BiandPb-Sb30％alloysystems，moreover，thereversibil