Sb基合金液態(tài)結(jié)構(gòu)和電阻率以及凝固組織的研究.pdf

1、以X射線衍射和電阻率等熔體物理性能測量為主要研究手段，結(jié)合掃描電子顯微鏡和能譜分析，對Ni2Sb98合金和Ag-Sb系列合金的液態(tài)結(jié)構(gòu)和凝固組織進行了研究，探索所研究合金熔體結(jié)構(gòu)在冷卻過程中的演變規(guī)律，以及其對固態(tài)組織形成的影響。
　　 Ni2Sb98合金熔體的X射線衍射實驗結(jié)果顯示，熔體的最近鄰原子間距對溫度不敏感。Ni2Sb98合金熔體的配位數(shù)比存在皮爾斯畸變的Sb熔體大，而最近鄰和次近鄰原子間距之比也比簡單立方結(jié)構(gòu)中該參數(shù)

2、大，說明在Ni2Sb98合金熔體中皮爾斯畸變得到緩解。結(jié)構(gòu)因子第一峰右側(cè)的峰肩證明熔體中存在由Sb原子團形成的共價鍵。結(jié)構(gòu)因子和雙體分布函數(shù)第二峰在711℃以上發(fā)生劈裂認為是NiSb化合物的形成導(dǎo)致熔體結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)化學(xué)短程序造成。電阻率及粘度等結(jié)構(gòu)敏感物理參數(shù)的測量結(jié)果也顯示該合金熔體在750℃附近熔體發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。700℃附近恢復(fù)正常，在此區(qū)域以外，熔體粘度與溫度關(guān)系符合阿累尼烏斯定律，而電阻率也是隨溫度的降低而降低，并且呈線性變化。在

3、過冷態(tài)區(qū)域，由于以共價鍵結(jié)合的Sb的大量形成與長大，使得電阻率隨過冷度增加而增加，熔體導(dǎo)電性能變差。通過固態(tài)X射線衍射、掃描電子顯微鏡和能譜分析對Ni2Sb98合金不同冷卻條件下的凝固組織進行研究，發(fā)現(xiàn)自然冷卻和隨爐冷卻條件下，Ni2Sb98合金在液態(tài)時形成的NiSb化合物保留到固態(tài)組織中，如果在凝固過程中在620℃長時間保溫10h，NiSb相可消失。在較快冷卻條件下，Ni2Sb98合金的共晶組織規(guī)則，呈條棒狀，尺寸小，均勻，而長時間保

4、溫的Ni2Sb98合金凝固組織晶粒異常粗大，無規(guī)則。
　　 對Ag-Sb系列合金進行DSC研究發(fā)現(xiàn)，Ag56Sb44共晶合金的DSC降溫曲線中出現(xiàn)兩個放熱峰，說明在實驗中的冷卻條件下，該合金熔體發(fā)生兩相分離，偏離了共晶成分。另外，不同成分Ag-Sb合金在發(fā)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時DSC曲線的變化說明共晶組織形成與破壞時放出的熱量或者吸收的熱量更多，只有在含銻量很高、偏離共晶成分較遠的合金中才有可能實現(xiàn)Sb相析出時放出的熱量比共晶轉(zhuǎn)變時大。A

5、g59Sb41合金和Ag40Sb60合金的DSC升溫曲線分別在642℃和636℃時出現(xiàn)異常峰，而在后續(xù)的電阻率測量中該溫度點未發(fā)生明顯的變化。使用非接觸法對不同含銻量的Ag-Sb合金測得的液態(tài)電阻率數(shù)據(jù)顯示，含銻量對電阻率變化影響較大。亞共晶Ag67.7Sb32.3合金和Ag59Sb41共晶合金在過熱區(qū)域，電阻率隨著溫度的降低略有升高，但是共晶合金在過冷區(qū)域電阻率升高的速率較快，在析出固相的瞬間兩者的電阻率均下降。對于過共晶合金而言，隨

6、著Sb含量的增加，ε相對熔體的影響削弱，熔體電阻率隨溫度降低而降低。過共晶合金的初生相為Sb，所以析出初生相時，與純銻的表現(xiàn)類似，電阻率信號向上突變，導(dǎo)電性能迅速變差。各成分合金在進入過冷區(qū)域時，由于熔體內(nèi)部原子以共價鍵結(jié)合的Sb團簇的不斷長大使熔體的導(dǎo)電性能普遍降低。通過金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡對Ag-Sb合金系的凝固組織結(jié)構(gòu)與形貌進行研究，發(fā)現(xiàn)亞共晶合金組織以典型的樹枝狀生長方式生長;共晶合金組織形貌特殊，形狀多變，與傳統(tǒng)的共晶組