一節(jié)快速凝固二節(jié)失重條件下凝固三節(jié)定向凝固

1、快快凝固中的固、凝固中的固、液界面溶質(zhì)液界面溶質(zhì)成分成分快速凝固快速凝固的目的的目的超細(xì)組織超細(xì)組織過飽和固溶體過飽和固溶體亞穩(wěn)相或新的結(jié)晶相亞穩(wěn)相或新的結(jié)晶相微晶、納米晶或金屬玻璃微晶、納米晶或金屬玻璃形成形成獲得優(yōu)異的獲得優(yōu)異的 強(qiáng)度、塑性、強(qiáng)度、塑性、耐磨性、耐腐蝕性耐磨性、耐腐蝕性 等。等。 液態(tài)金屬 氣體 霧化法的裝置霧化法的裝置 加熱線圈 旋轉(zhuǎn)輥 坩堝及金屬 急冷條帶 熔體旋轉(zhuǎn)法熔體旋轉(zhuǎn)法表面熔化法表面熔化法 凝固在很大的過冷度和很凝固在很大的過冷度和很高的冷卻速率下進(jìn)行，凝固高的冷卻速率下進(jìn)行，凝固組織中會出現(xiàn)非平衡相組織中會出現(xiàn)非平衡相 。 可以把溫度梯度可以把溫度梯度G和生長

2、和生長速率速率R聯(lián)系起來，用聯(lián)系起來，用GR空間空間表示顯微組織的變化和枝晶表示顯微組織的變化和枝晶間距（偏析間距）的變化：間距（偏析間距）的變化：TdtdTdtdxdxdTGR 對鑄件和鑄錠，通常對鑄件和鑄錠，通常GR=10-3101K/s，但對霧，但對霧化法，化法，GR=102106K/s。相應(yīng)地，偏析間距相應(yīng)地，偏析間距從從1000m減小到減小到0.01m。1T1T2T 圖圖 6 6- -4 4 N i10at.% C u 在在 過過 冷冷 度度 為為 a） 89K ， b） 150K ， c） 174K 和和 d） 260K 時(shí)時(shí) 的的 凝凝 固固 組組 織織 （ 光光 學(xué)學(xué) 顯顯 微

3、微 鏡鏡 照照 片片 ） 圖圖6-7 Zn-1.8at%Ag合合金金在在不不同同冷冷卻卻速速率率下下的的顯顯微微組組織織 (a、b、c、d生生長長速速率率分分別別為為12mm/s、3.54mm/s、2.06mm/s、0.48mm/s) 快速凝固的Al-Fe-V-Si合金組織 金屬玻璃的拉伸強(qiáng)度可高金屬玻璃的拉伸強(qiáng)度可高達(dá)達(dá) 3 4GPa，并具有很好的，并具有很好的耐腐蝕性能、優(yōu)異的軟磁性能、耐腐蝕性能、優(yōu)異的軟磁性能、優(yōu)良的超導(dǎo)性能、較高的熱穩(wěn)優(yōu)良的超導(dǎo)性能、較高的熱穩(wěn)定性和較低的表面活性，已經(jīng)定性和較低的表面活性，已經(jīng)或可望應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)材料、或可望應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)材料、磁性材料、聲學(xué)材料、仿

4、生材磁性材料、聲學(xué)材料、仿生材料、光學(xué)材料、體育器材以及料、光學(xué)材料、體育器材以及電子材料等多個(gè)方面。電子材料等多個(gè)方面。 形成金屬玻璃的臨界厚度隨年代的變化關(guān)系 能否發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的影能否發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變的影響因素主要有冷卻速率、形響因素主要有冷卻速率、形核密度和材料特性。核密度和材料特性。 對應(yīng)于一定的合金熔體，對應(yīng)于一定的合金熔體，欲發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變需要有足欲發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變需要有足夠高的冷卻速率。夠高的冷卻速率。 部部分分塊塊體體金金屬屬玻玻璃璃的的實(shí)實(shí)物物照照片片 不同條件下Al-Cu合金的軸向Cu含量分布曲線 地面條件空間條件 失重條件下材料的凝固實(shí)驗(yàn)在地面上可以通過失重條件下材料的凝固實(shí)驗(yàn)在地面上可以通過 懸浮熔煉懸浮熔煉 和和 落管技術(shù)落管技術(shù) 得到得到 。 不同過冷度（不同過冷度（T）下）下Cu84Co16合金電磁懸浮試樣的背散射組織合金電磁懸浮試樣的背散射組織富富Co相在富相在富Cu基體上均勻分基體上均勻分布