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本文对准晶体系的Al63Cu25Fe12合金进行了黏度测试,并对不同成分的准晶合金进行了电阻率、温度特性的研究,采用DSC差热分析、快速凝固、熔体热处理等方法对准晶体系合金Al63Cu25Fe12液.固性质做了深入的研究,并对准晶体系合金液-固变化特征与凝固组织做了分析。主要研究内容包括:
⑴采用高温熔体黏度仪对准晶体系合金进行的黏度测试结果显示,随着温度从1545K降低到1365K,黏度由3.9810mPa.s升高到5.1803mPa.s,即Al63Cu25Fe12熔体黏度在液相线附近随温度的降低而升高,且熔体的黏度在1401-1473K处出现不连续变化。利用高温DSC对Al63Cu25Fe12准晶合金测试,发现合金体除了在晶相转变点出现了不连续变化外,在高温区间1120℃附近出现了异常变化,这与黏度的实验结果有很好的对照作用。根据分析认为,在1365-1401K温度区间,熔体中原子的团簇多数是以Al-Fe形式存在,随着温度的升高,Al-Fe金属键断裂,迅速形成了新的原子团簇Al-Cu-Fe,这种原子团簇的体积比Al-Fe原子团簇的体积较大,故而会产生以上的异常现象。且温度区间1401-1437K应是这两种原子团簇转变的温度区间。
⑵采用自行研制的四电极测电阻方法测量了准晶体系合金Al63Cu25Fe12和Al65Cu20Fe15的电阻率.温度曲线。实验发现,准晶合金熔体存在着结构的异常变化,且发生的温度点应在1140℃左右,这与前面的黏度实验和DSC结果基本相似,可能是因为实验仪器的不同所致。通过多次试验发现这种结构的异常变化是不可逆的。通过改变降温速率的快慢,对Al63Cu25Fe12体系电阻率进行了测试。发现随着降温速率越快,电阻率数值增大,且准晶相析出的温度点越高。对另一组准晶合金Al65Cu20Fe15进行实验,发现同样的电阻率随温度的变化规律。
⑶根据熔体性质的研究,确定准晶合金Al63Cu25Fe12的热处理过热温度。在相同的激冷速度下,经1300℃过热处理后,固态组织比较均匀,准晶相含量明显增多,杂质相减少;经过1400℃过热处理后,固态组织更加细化均匀,组织中基本上只剩下准晶相I相。DSC热分析曲线得出,β相吸热相变与λ相相变是连续的吸热过程,体现在曲线上为同一个吸热峰;在1120℃附近出现的吸热峰说明Al63Cu25Fe12准晶合金在液相线以上存在结构相变。这表明在相同的激冷速度下,过热度高的有利于准晶相的提高,且细化了固态组织。