第9章 液态金属在特殊条件下的凝固及成形1

1、2022-7-21/53第九章第九章 液态金属在特殊液态金属在特殊条件下的凝固及成形条件下的凝固及成形（1 1）2022-7-22/53n第一节第一节 快速凝固快速凝固n第二节第二节 微重力凝固微重力凝固2022-7-23/532022-7-24/532022-7-25/532022-7-26/532022-7-27/532022-7-28/53 图图6-7 Zn-1.8at%Ag合合金金在在不不同同冷冷却却速速率率下下的的显显微微组组织织 (a、b、c、d生生长长速速率率分分别别为为12mm/s、3.54mm/s、2.06mm/s、0.48mm/s) 2022-7-29/532022-7-2

2、10/532022-7-211/53模冷技术枪法双活塞法熔体旋转法平面流铸造法表面熔化与沉积技木熔体提取法急冷模法电子束急冷淬火法2022-7-212/532022-7-213/532022-7-214/53通常生产几十微米通常生产几十微米厚的薄带厚的薄带2022-7-215/53通常生产几十微米通常生产几十微米厚的薄带厚的薄带2022-7-216/53雾化技术离心雾化法机械雾化法流体雾化法2022-7-217/532022-7-218/532022-7-219/532022-7-220/532022-7-221/532022-7-222/532022-7-223/532022-7-224/5

3、32022-7-225/53 粗大的树枝晶、共晶及其他显微组织 细化的树枝晶、共晶及其他显微组织 扩大的固溶极限、超细晶粒、无偏析 或少偏析、亚稳相、直至非晶态 常规显微组织 改善的显微组织 新型显微组织 受化学成分及 工艺因素影响 熔体 104 100 108 102 106 组 织 及 成 分 的 均 匀 性 冷却速度/(Ks-1) 2022-7-226/532022-7-227/532022-7-228/532022-7-229/532022-7-230/532022-7-231/532022-7-232/532022-7-233/532022-7-234/532022-7-235/53

4、 快速凝固的Al-Fe-V-Si合金组织 金属玻璃的拉伸强度可高金属玻璃的拉伸强度可高达达 3 4GPa，并具有很好的，并具有很好的耐腐蚀性能、优异的软磁性能、耐腐蚀性能、优异的软磁性能、优良的超导性能、较高的热稳优良的超导性能、较高的热稳定性和较低的表面活性，已经定性和较低的表面活性，已经或可望应用于机械结构材料、或可望应用于机械结构材料、磁性材料、声学材料、仿生材磁性材料、声学材料、仿生材料、光学材料、体育器材以及料、光学材料、体育器材以及电子材料等多个方面。电子材料等多个方面。 2022-7-236/53 形成金属玻璃的临界厚度随年代的变化关系 能否发生玻璃化转变的影能否发生玻璃化转变的

5、影响因素主要有响因素主要有冷却速率、形冷却速率、形核密度和材料特性核密度和材料特性。 对应于一定的合金熔体，对应于一定的合金熔体，欲发生玻璃化转变需要有足欲发生玻璃化转变需要有足够高的冷却速率。够高的冷却速率。 部部分分块块体体金金属属玻玻璃璃的的实实物物照照片片 2022-7-237/532022-7-238/532022-7-239/532022-7-240/53n失重条件（微重力条件）的凝失重条件（微重力条件）的凝固与重力条件下完全不同。固与重力条件下完全不同。n如无容器条件下的形核，无密如无容器条件下的形核，无密度梯度引起的对流等，使不同度梯度引起的对流等，使不同成分的液体能够长时间共

6、存。成分的液体能够长时间共存。n因此可以减少沿凝固方向的成因此可以减少沿凝固方向的成分偏析，还可以利用微重力条分偏析，还可以利用微重力条件制备件制备难混熔偏晶合金难混熔偏晶合金。 不同条件下Al-Cu合金的轴向Cu含量分布曲线 地面条件空间条件2022-7-241/53失重条件下材料的凝固实验在地面上可以通过失重条件下材料的凝固实验在地面上可以通过 悬悬浮熔炼浮熔炼 和和 落管技术落管技术 得到得到 。 不同过冷度（不同过冷度（T）下）下Cu84Co16合金电磁悬浮试样的背散射组织合金电磁悬浮试样的背散射组织2022-7-242/53中国科学院力学研究所国家微重力实验室落塔中国科学院力学研究所国家微重力实验室落塔2022-7-243/532022-7-244/532022-7-245/532022-7-