【摘 要】
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本文借助同步辐射成像技术对Al-Ni过共晶合金的定向凝固进行了研究,分析了Al_3Ni金属间化合物和氢气泡的生长行为以及它们之间的相互作用。实验结果表明,Al_3Ni金属间化合物主要以两种形貌生长——I型以及V型,由于具有较低的能量密度和较小的比表面积,I型Al_3Ni的生长速率较快,其生长速率的大小主要由过冷度和Ni浓度所决定;此外,随着凝固的进行Al_3Ni金属间化合物还可能发生从V型到M型的
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本文借助同步辐射成像技术对Al-Ni过共晶合金的定向凝固进行了研究,分析了Al3Ni金属间化合物和氢气泡的生长行为以及它们之间的相互作用。实验结果表明,Al3Ni金属间化合物主要以两种形貌生长——I型以及V型,由于具有较低的能量密度和较小的比表面积,I型Al3Ni的生长速率较快,其生长速率的大小主要由过冷度和Ni浓度所决定;此外,随着凝固的进行Al3Ni金属间化合物还可能发生从V型到M型的形貌转变。Al3Ni金属间化合物的尺寸受合金成分和抽拉速率等因素的影响,合金成分越接近于共晶成分、抽拉速率越大,则析出的Al3Ni越细小;此外,随着定向凝固的进行,Al3Ni金属间化合物也将逐渐细化。影响气泡生长的主要因素包括氢的浓度、与金属间化合物的相互作用、气泡的内压以及气泡尺寸。气泡的生长主要分为三个阶段:第一阶段气泡在Al-Ni合金熔体中随机生长,且其生长速率主要由气泡周围氢的浓度所决定;第二阶段气泡由于受到了金属间化合物的挤压而发生局部变形,且气-液界面的氢浓度和浓度梯度均不断增大,从而导致气泡加速生长;第三阶段氢在气-液界面的浓度梯度方向发生变化,气泡逐渐缩小,同时气泡内压随着气泡与金属间化合物之间接触角的增大而增大,使得氢在周围熔体中的溶解度也持续增大,从而促进氢的溶解。气泡尺寸越小,其形状越接近于球形。
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