【摘 要】
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Fe-Pt-M（M=Au,Cu）三元系存在着大量有潜力的二元和三元磁功能材料和催化功能材料。本研究采用合金法与扩散偶法分别对Fe-Pt-Au和Fe-Pt-Cu两个三元体系的相平衡进行研究,旨在建立完整的Fe-Pt-Au三元系650℃与950℃等温截面图以及Fe-Pt-Cu三元系600℃、750℃和1000℃等温截面图,为Fe-Pt-M（M=Au,Cu）三元合金的成分设计提供理论指导。针对Fe-Pt
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Fe-Pt-M（M=Au,Cu）三元系存在着大量有潜力的二元和三元磁功能材料和催化功能材料。本研究采用合金法与扩散偶法分别对Fe-Pt-Au和Fe-Pt-Cu两个三元体系的相平衡进行研究,旨在建立完整的Fe-Pt-Au三元系650℃与950℃等温截面图以及Fe-Pt-Cu三元系600℃、750℃和1000℃等温截面图,为Fe-Pt-M（M=Au,Cu）三元合金的成分设计提供理论指导。针对Fe-Pt-Au三元系,本研究设计了 6种不同成分的三元合金,使其在650℃和950℃达到相平衡;针对Fe-Pt-Cu三元系,本研究设计了三元扩散偶,对扩散偶分别在600 ℃、750℃以及1000℃进行扩散退火。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）以及电子探针（EPMA）对合金样品和扩散偶样品进行显微组织分析、相结构分析和成分分析。具体研究结果如下。（1）建立了 Fe-Pt-Au三元系650℃与950℃等温截面图。研究结果表明,Fe-Pt-Au 三元系主要为 Fe-Pt一侧 FCC 结构的有序相和无序相与富 Au 的 FCC 结构无序固溶体之间构成的有序-无序转变和溶解度间隙。具体地,在Fe-Au一侧为αAu与γFe构成的溶解度间隙,随着Pt含量增加,依次为L12Fe3Pt、L10FePt和L12FePt3与αAu之间的有序-无序转变,进一步在Au-Pt一侧为αAu与αPt构成的溶解度间隙;比较650℃和950℃的等温截面发现,Fe3Pt在低温650℃时存在,在高温950℃时已消失,而FePt和FePt3在950℃高温下仍能够存在,并且也正因为FePt和FePt3具有较高的热力学稳定性,三元相αAu中Fe和Pt的固溶度都极低;另外三个二元有序金属间化合物Fe3Pt、FePt和FePt3都能够溶解一定量的Au,650℃时其Au的固溶度分别达到10 at.%、12 at.%和 9 at.%。（2）建立了 Fe-Pt-Cu三元系600℃、750℃与1000℃等温截面图。与Fe-Pt-Au相比,除Fe-Pt有序金属间化合物外,该体系还存在着L12Cu3Pt和L11CuPt有序相。研究结果表明,Cu在有序的Fe3Pt、FePt和FePt3中都具有较大的溶解度,尤其在FePt中,600℃和750℃时Cu的最大固溶度分别达到40 at.%和38 at.%,明显表现出Fe与Cu原子的相互置换关系。相反Fe在有序的Cu3Pt和CuPt中固溶度有限,600℃时分别为5 at.%和3 at.%;另外在所研究的三个温度下,Fe-Cu一侧始终存在γFe与γCu构成的溶解度间隙,1000℃下,当Pt含量超过18at.%时,该溶解度间隙消失,形成连续的三元γ相区。（3）本研究首次测定了Fe-Pt二元系低温相平衡,研究结果表明,在富Fe侧αFe+γFe两相区成分范围应比理论预测值向富Pt方向偏移;根据本研究测定的750℃和600℃下γFe的相界线,可推测γFe→αFe+Fe3Pt共析温度约为580℃,共析成分约为19 at.%Pt;另外FePt和FePt3相在低温下的成分范围远比计算相图要小,并且呈现在低温下收敛于理想成分这种更合理的趋势。对于Cu-Pt二元相图,实验验证了计算预测的富Cu侧的相平衡,而在富Pt侧,本研究所得的CuPt与αPt的平衡成分与计算相图相比一定程度向富Cu方向偏移。
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