基于快速熱分析技術(shù)Al基體中納米Bi液滴凝固特性

張全良 趙炳戈 張 令 吳漫楠 高玉來

(1.上海大學省部共建高品質(zhì)特殊鋼冶金與制備國家重點實驗室，上海 200072；2.上海大學微結(jié)構(gòu)重點實驗室，上海 200436)

基于快速熱分析技術(shù)Al基體中納米Bi液滴凝固特性

張全良1,2趙炳戈1,2張 令1,2吳漫楠1,2高玉來1,2

(1.上海大學省部共建高品質(zhì)特殊鋼冶金與制備國家重點實驗室，上海 200072；2.上海大學微結(jié)構(gòu)重點實驗室，上海 200436)

通過甩帶法制備了鑲嵌在Al基體中的納米Bi液滴，并借助X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜分析儀(EDS)對樣品的組織、形貌和成分進行了系統(tǒng)的表征。結(jié)果表明，樣品中Bi有兩種存在形式：一種是鑲嵌在Al晶粒內(nèi)部的大量納米Bi顆粒，另一種是分布于晶界處的微米級Bi顆粒。基于經(jīng)典形核理論，利用快速熱分析儀詳細研究了鑲嵌于Al基體Bi液滴的凝固特性，發(fā)現(xiàn)納米Bi液滴存在兩個凝固峰。理論計算兩個凝固峰形核接觸角分別為90°和93°，說明納米Bi液滴在Al基體不同晶面催化作用下形核，并造成了納米Bi液滴凝固雙放熱峰的產(chǎn)生。此外，過冷度良好的重復性突出了快速熱分析技術(shù)結(jié)合鑲嵌納米液滴研究金屬異質(zhì)形核的獨特優(yōu)勢。

異質(zhì)形核 過冷度 鑲嵌納米液滴 快速熱分析

形核作為凝固過程第一步對組織影響顯著，進而改變鑄件的宏觀性能。金屬熔體中不可避免地存在著各種各樣的雜質(zhì)，故形核大多以異質(zhì)形核的方式進行[1- 2]。研究異質(zhì)形核最大的障礙是消除金屬熔體中不可預知的雜質(zhì)，一種行之有效的方法是減小熔體的體積，進而提高過冷度，在此思路下，微滴凝固應運而生。……