Al_Fe扩散行为及镜面纯Fe表面质量研究

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1、Al/Fe分类号密级：密级UDC扩散密级：行为及镜面纯Fe表硕士学位论文面质量研究Al/Fe扩散行为及镜面纯Fe表面质量研究作者姓名：蒋斌西学科、专业：材料加工工程华大学号：212011080503001学硕指导教师：魏成富郭建军士学完成日期：2014年4月位论文万方数据ClassifiedIndex:UDC:密级：XihuaUniversityMasterDegreeDissertationStudyontheDiffusionBehaviorofAl/FeandtheSurfaceQualityofMirrorPureFeC

2、andidate:JiangBinMajor:MaterialsProcessingEngineeringStudentID:212011080503001Supervisor:Prof.WeiChengfuProf.GuoJianjunApril,2014万方数据西华大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研

3、究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：西华大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)学位论文作者签名：指导教师签名：日

4、期：日期：万方数据西华大学硕士学位论文摘要研究高压下物质的性质行为，获得的规律性认识和基础物理数据，在近代材料科学、宇航技术、特别是惯性约束聚变（Inertialconfinementfusion,ICF）、天体物理、星际物理、地球物理、高温稠密等离子体物理、高能密度物理武器物理和能源工程等许多应用科学领域中具有十分重要的应用价值。传统的测量高压下材料冲击压缩线的方法主要有3种基本类型：飞片撞击法（阻滞法）、阻抗匹配法（对比法）和自由面速度法。在测量材料冲击压缩线的三种方法中，飞片撞击法与自由面速度法是绝对测量的方法，而阻抗匹配

5、法是一种相对测量方法。如果已经精确测定了某个材料的冲击压缩线，就可以把该材料作为一种“标准”，在通过对比测量的方法，以简化对其它待测材料冲击压缩线的测量工作，仅需测出标准材料和被测材料中的冲击波速度，由于它避开了测量粒子速度或飞片速度在技术上遇到的困难，故而大大简化了测量工作。用阻抗匹配法测量材料的冲击压缩线，需要制备出高精度的阻抗匹配靶。由于真空扩散连接法的优点，优化扩散工艺可制备出满足要求的靶件。本课题通过2个实验为制备Al/Fe、Fe/Mo等高精度靶件提供基础数据，分别为：(1)Al/Fe真空扩散连接实验。加热温度恒定为4

6、60℃，压力恒定为9.8MPa，真空度-4由于10Pa，保温时间分别为：30min、1h、3h、6h和9h，利用扫描电镜（SEM），EDS分析扩散层形貌和元素分布表明：保温30minAl/Fe间没有发现明显的扩散层，扩散是Al先向Fe扩散的。用SEM分析了保温时间分别为180min、360min、540min的样品扩散界面，发现明显的扩散层，并用EDS线扫描分析了扩散层界面的元素浓度分布，综合分析得出界面扩散层存在3个分区，分别为：Al侧过渡区、中间扩散区、Fe侧过渡区。中间扩散层的Al、Fe原子比例稳定接近5:2，推测生成了F

7、e2Al5。扩散层的生长这样进行的：1、Al原子先向Fe侧扩散，在Fe侧形成凸起，随着Al原子的持续扩散，和Fe侧Fe原子向凸起扩散，凸起纵向长大，在Fe侧呈现出“竹笋”状，之间有间隙，Al侧没有明显凸起的扩散层，扩散层连成一片；2、“竹笋”长大到一定程度，开始横向生长，“竹笋”之间互相连接；3、保温时间继续增加，扩散层向Fe侧再次凸起形成“竹笋”，纵向生长。扩散层的厚度随保温时间的延长而增大。(2)镜面纯Fe退火实验。实验设备与扩散实验相同。用白光共聚焦干涉仪检测表面形貌和粗糙度，金相显微镜观察表面晶粒组织，扫描电镜（SEM）

8、观察表面再结晶细小晶粒，XRD检测晶粒取向。分析表明：保温时间30min，加热温度在550℃以下，温度对纯Fe表面粗糙度影响虽然不大，但随温度的增加有进一步增大的趋势。加热温度恒定为400℃，保温时间从30-240min，表面粗糙度变化很小，说明在温度在400℃