Ni-P非晶合金晶化及无容器凝固研究

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1、摘要摘要本论文采用传统的电沉积法制各Ni8lPl9非晶合余，利用铜模吸铸、落管无容器凝固、助熔剂反复熔炼等实验手段对Ni-P合金进行处理，并通过视差扫描量热(DSC)、X射线衍射、金相显电镜、扫描电镜等材料分析手段对非晶的晶化以及无容器处理后试样的组织进行了研究。DSC分析获得Ni—P非晶合金的玻璃转变温度疋，结晶开始温度L，结晶放热峰湿度昂，和昂：，利用Kissinger方程得到其玻璃转变激活能乓=374．8KJ／tool，晶化激活能易尸148．9KJ／mol和昂?=274．9KJ／tool，分析表明Ni-P非晶合金非晶容易晶化。利用铜模吸铸方法制各出了NislPl9共晶合金，晶

2、化产物为Ni—P固溶体和Ni3P金属间化合物。助熔剂反复熔炼后，凝固组织中出现异常共晶团，利用单相枝晶状共晶的熔断模型，解释了过冷熔体异常共晶团的形成原因。通过落管实验得到了直径0．1-2．0rnm的凝固样品小球，其凝固组织由不规则的粒状共晶团和规则的棒状共晶组成。样品下落过程中的冷却速率严重影响其共晶组织。随小球直径减小，共晶组织细化；小球边缘处组织较一11,部细化。这都是由于冷速不同所引起的。计算分析表明：在Ni8IPl9合金落管无容器凝固过程中，5000Pa氦气和适当氩气的混合气体利于得到高冷速、大尺寸的合金小球。关键词Ni．P非晶合金；电沉积；落管；助熔剂；无容器凝固燕山大

3、学工学硕士学位论文AbstractNiglPl9amorphousalloywaspreparedbyelectro—deposition，andthenwasmeltinarcfurnaceandcastincoppermold，DroptubeandfluxingprocesswasusedtostudythecontainerlesssolidificationbehaviorofNi—Palloy,andtheassolidifiedsamplewasanalyzedandinvestigatedbydifferentialscanningcalorimeter(DSC)，

4、X—raydiffractometer(XRD)，opticalmicroscope，andscanningelectronmicroscope(SEM)．Glasstransformationtemperature瓦，crystallinetemperature疋，peaktemperature昂1and砀weregotbyDSCanalysis，andtheseparameterswerefittedwithKissingerfunction，glasstransformationactivationenergyEg=374．8KJ／molandcrystallineactiv

5、ation易?=148．9KJ／molandE一=274．9Kl／molcouldbecomputed．TheseparametersshowedthatNi-Pamorphousalloywasliabletobecrystallizedeasily,Bycastingincoppermold，NislPi9eutecticalloywasprepared；andtheoutcomeofphaseswasNiandNi3Pcompound，whichwereidentifiedbyXRDpattern，Afterfluxingprocess，anomalouseutecticmi

6、crostructurecouldbeobservedintheassolidifiedsample，andmodelofdendriteremeltingwasusedtoexplainthisphenomenon．Theassolidifieddropletswithdiameterfrom0．1mmto2．0mmwereachievedbydroptube．Duringthefallingprocess，coolingratedeterminedthemicrostructureofthedroplets．Themicrostructureswereconsistedofro

7、dandanomalouseutecticphases．Withthedeceasingofdiameterofdroplet，botheutecticphaseswererefinedwhichwascausedbylargeundercoolingrate．Duringthecontainerlesssolidification，Ni—Pdropletswithbigsizeandlargeundercoolingratecouldeasilybecollecte