【正文】 響。 王水是腐蝕性極強(qiáng)的試劑，在配制過(guò)程中一定要采取安全措施，濃鹽酸易揮發(fā)，濃硝酸具有很強(qiáng)的腐蝕性，要戴上口罩和防護(hù)手套。 表 23 多信道溫度計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)的技術(shù)指陣 Table 23 multichannel temperature puter acquisition system of technical indicators 測(cè)量溫度范圍 0~2021 ℃ 溫度測(cè)量分辨率 優(yōu)于 177。 表 21 ADAM4018 技術(shù)指標(biāo) Table 21 ADAM4018 Specifications 仿真量輸入信道 六個(gè)雙級(jí)（ 16 通道） 兩 個(gè)單級(jí)（ 78 通道） 輸入類型 J 、 k 、 T、 E、 R、 S、 B 型熱電偶 輸入范圍 177。 拋光時(shí)用金剛石研磨劑，力度不宜太大，拋光速度太快時(shí)可在靠近拋光布中心處拋光，拋光時(shí)注意不要將試樣打飛，以免造成人身傷害和不必要的損失。 設(shè)備的抽拉系統(tǒng)采用伺服電機(jī)通過(guò)同步齒輪帶動(dòng)減速驅(qū)動(dòng)絲杠，通過(guò)蝸輪蝸桿沿直線軸承導(dǎo)軌帶動(dòng)托架上下運(yùn)動(dòng)，使抽拉桿升降。 (3)研究 體積凝固和 定向凝固 條件 下 FeCoNiCrAl 合金的顯微硬度。 x=0 x= x= x= 圖 112 Fig. 112 Microstructure of highentropy alloy at different Al contents 河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 15 圖 113 不同 Al添加量下 Fig. 113 Hardness values of highentropy alloy at different Al contents K. B. Zhang， Z. Y. Fu等 [22]研究了不同 Al含量對(duì) CoCrFeNiTiAlx(x=0， ， mol)高熵合金組織和性能的影響。結(jié)果表明， Cr含量的增加使合金的凝固模式從亞共晶向過(guò)共晶凝固轉(zhuǎn)移，鑄態(tài)組織由先析出枝晶相、菊花狀共晶組織和枝晶間 相組成，合金僅由簡(jiǎn)單的體心立方結(jié)構(gòu)和面心立方結(jié)構(gòu)兩相組成。特別是它所要求的冷卻速率以及凝固速度很高，而現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)技術(shù)還未能達(dá)到這一要求，因此仍有許多理論和試驗(yàn)工作要做。 定向凝固理論研究現(xiàn)狀 定向凝固技術(shù)提供了一種有效的材料制備手段和方法，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，因此對(duì)它的理論研究也一直是凝固界的重要課題。 河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 6 (5)激光超高溫度梯度快速定向凝固 楊森等人認(rèn)為激光能量高度集中的特性 ， 使它具備了在作為定 向凝固熱源時(shí)可能獲得比現(xiàn)有定向凝固方法高得多的溫度梯度的可能性 。ZMLMC定向凝固裝置最高溫度梯度可達(dá) 1300K/cm，最大冷卻速度可達(dá) 50 河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 4 K/s，凝固速率可在 6～ 1000 181。另外 ,對(duì)它們凝固后的組織形成以及各種物理化學(xué)性能都還沒(méi)有清晰的認(rèn)識(shí)。 40 河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 課題背景 合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬，經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法組合而成具有金屬特性的材料。研究結(jié)果表明 : 體積凝固條件下 FeCoNiCrAl高熵 合金具有簡(jiǎn)單的 BCC結(jié)構(gòu) ，F(xiàn)eCoNiCrAl高熵 合金鑄態(tài)組織為 典型的 樹(shù)枝晶 。 27 固 /液界面形態(tài) 34 體積凝固組織的顯微硬度 但至今，對(duì)高熵合金無(wú)論是理論還是試驗(yàn)的研究都非常少。 (2) 區(qū)域熔化液態(tài)金屬冷卻法 李建國(guó)等通過(guò)改變加熱方式 , 在 LMC 法的基礎(chǔ)上發(fā)展了一種新型 定向凝固技術(shù) —— 區(qū)域熔化液態(tài)金屬冷卻法 , 即 ZMLMC 法。 同時(shí) ， 冷卻介質(zhì)與鑄件表面直接接觸 ， 增強(qiáng)了鑄件固相的冷卻能力 ， 在固 液界面附近熔體內(nèi)可以產(chǎn)生很高的溫度梯度 ， 使凝固組織超細(xì)化 ， 可顯著提高鑄件的表面質(zhì)量和內(nèi)在綜合性能 。對(duì)于磁性材料，應(yīng)用定向凝固技術(shù)，可使柱狀晶排列方向與磁化方向一致，大大改善了材料的磁性能。 馬東等 [12]通過(guò)理論分析預(yù)測(cè)，當(dāng) 1G aG ( aG = 20T? /[ 003 (1 )KK??])時(shí)，無(wú)論生長(zhǎng)速度如何，平界面都將是穩(wěn)定的，但有待于實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。 圖 14 AlCrCuFeNi高熵合金的 SEM鑄態(tài)組織 Fig. 14 SEM cast microstructure of AlCrCuFeNi 圖 15 無(wú)標(biāo)樣半定量 SEM能譜分析 Fig. 15 Chemical position of dendrite and interdendrite of AlCrCuFeNi by energy dispersive spectrometry 另外，他們還研究了 Al對(duì) AlCrCuFeNi高熵合金硬度的影響 [16]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， Al促進(jìn) AlxCrCuFeNi高熵合金的 bcc結(jié)構(gòu)的形成，而 bcc的形成河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 11 使 AlxCrCuFeNi高熵合金的硬度得到提高。 圖 110 Al0、 Al Al2和 Al5合金室溫壓縮 圖 111 Al0、 Al Al2和 Al5合金枝晶、 真應(yīng)力 真應(yīng)變曲線 枝晶間隙顯微硬度 Fig. 110 Compressive true stressstrain Fig. 111 Average dendretic and curves of Al0, Al1, Al2 enterdendretic microhardness of Al0, and Al5 alloys Al1, Al2 and Al5 alloys 表 13 Al0、 Al Al2和 Al5合金室溫壓縮性能 Table 13 Roomtemperature pressive of Al0,Al1,Al2 and Al5 alloys 合金 E/ GPa σy/ GPa σmax/ GPa εp/ % Al0 0 Al1 Al2 Al5 0 河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 14 李亞峰、孔利軍、甘章華等 [21]通過(guò)高頻感應(yīng)加熱在真空下制備(x=0、 、 、 mol)高熵合金，對(duì)固溶處理后的試樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)及性能研究。 本論文研究的主要內(nèi)容 采用等摩爾量 (每種元素各 2 mol)配制的 FeCoNiCrAl合金作為研究對(duì)象，通過(guò)探討不同定向凝固速率下合金凝固組織的演變規(guī)律，來(lái)進(jìn)一步了解該合金的凝固過(guò)程。冷卻系統(tǒng)包括結(jié)晶器冷卻裝置和循環(huán)水冷卻裝置兩部分組成。磨光時(shí)，可先采用粒度較小的水砂紙粗磨，將線切割時(shí)表層所產(chǎn)生的油漬等雜質(zhì)打磨掉，然后逐步用 400 號(hào)、 600 號(hào)、 800 號(hào)和 1200 號(hào)的金相砂紙細(xì)磨。 ADAM4018 的特點(diǎn)是所有通道的輸入范圍都河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 23 是可編程控制的，它為工業(yè)測(cè)試和管理提供了一個(gè)極為方便有效的控制方法，它提供了信號(hào)條件 A/D 轉(zhuǎn)換，排列和 RS485 數(shù) 字交換等功能。 A/D 轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)（ RS485）經(jīng)過(guò) ADAM4520轉(zhuǎn)換。 顯微組織分析 分別通過(guò)縱截面和橫截面截取試樣，截取后進(jìn)行研磨、拋光，然后進(jìn)行腐蝕。圖中 , A為枝晶間區(qū)域 , B為 先析出 枝晶區(qū)域 ?？梢钥闯觯?1 μm/s和 2 μm/s的生長(zhǎng)速度下 ，試樣定向凝固組織呈平面狀生長(zhǎng)， 在 5 μm/s和 10 μm/s的生長(zhǎng)速度下， 固 /液界面呈現(xiàn)胞 枝轉(zhuǎn)變形態(tài) 。 測(cè)定溫度梯度 GL =1510 3 Km1? 和由平面向胞狀轉(zhuǎn)變的生長(zhǎng)速率，計(jì)100 181。m —— 淬火固 /液界面 定向凝固啟動(dòng)界面 生長(zhǎng)方向 河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 29 型的樹(shù)枝晶。他們發(fā)現(xiàn)多主元高熵合金凝固后不僅不會(huì)形成數(shù)目眾多的金屬化合物，反而形成簡(jiǎn)單的體心立方或面心立方結(jié)構(gòu)甚至非晶質(zhì)，有時(shí)會(huì)附帶另一晶間化合物相，但所得相數(shù) pn+1，他們把其中原因歸結(jié)為高熵效應(yīng)。在本論文實(shí)驗(yàn)研究中，采用自行編制的 C 語(yǔ)言計(jì)算河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 25 機(jī)程序自動(dòng)完成采集數(shù)據(jù)的冷端補(bǔ)償、 分度表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和各信道數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的采集時(shí)間的計(jì)算等工作。2 mA 隔離電壓 500 Vpe 采樣速率 10 Samples/s 、 Hz 帶寬 177。 多信道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件部分由 ADAM4018 數(shù)據(jù)采集模塊和ADAM4520通訊方式轉(zhuǎn)換模塊組成，該系統(tǒng)具有 8個(gè)模擬信號(hào)輸入及 A/D轉(zhuǎn)換信道，測(cè)量精度高，抗干擾性強(qiáng)。試樣經(jīng) 4 h 緩慢加熱到 1810 K 后，保溫 20 min，按預(yù)定速度生長(zhǎng)，達(dá)到一定的生長(zhǎng)距離后，快速淬火至 GaInSn 冷卻液中，保留固 /液界面。由于感應(yīng)加熱中產(chǎn)生的電磁力會(huì)使得正在凝固的固液界面不平穩(wěn)，因此本裝置采用傳導(dǎo)加熱方式，加熱體采用高純石墨套筒，其結(jié)構(gòu)見(jiàn) 圖 22 所示。圖 115為在 %氯化鈉溶液中進(jìn)行浸沒(méi)實(shí)驗(yàn) 30天 后合金的表面形貌。 (b) x=。最近臺(tái)灣對(duì)多主元高熵合金制備及其充放電性能進(jìn)行了研究，期望能開(kāi)發(fā)出具有高能量密度和良好充放電性能、耐腐蝕、高壽命、價(jià)格低廉的新型高熵氫化物二次電池；劍橋大學(xué)的科學(xué)家也開(kāi)始在等摩爾多主元合金方面展開(kāi)了研究工作；山東科技大學(xué)也在 2021 年開(kāi)始對(duì)多主元高熵合金這一新型材料體系開(kāi)始探索，側(cè)重于其微觀結(jié)構(gòu)形成機(jī)理的研究。 MS河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 8 穩(wěn)定性理論考慮了界面張力、 S/L界面前沿溶質(zhì)再分配以及界面附近溫度的影響，因而更為完備。 激光超高溫度梯度快速定向凝固技術(shù)存在的主要問(wèn)題是如何控制熱流的方向使固液界面的生長(zhǎng)方向與激光束的掃描方向一致 , 實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的定向凝固 , 目前該工作正在進(jìn)行之中。 河南理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)論文 5 圖 12 深過(guò)冷定向凝固原理示意 Fig. 12 Deep super cooling directional solidification principle 1. Cooling device 2. Liquid mater 3. Purification 4. Stock 5. Silica pot 與傳統(tǒng)定向凝固工藝相比，深過(guò)冷定向凝固法（ DUDS）具有下述特點(diǎn) ； (1)鑄件和爐子 間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，省去了復(fù)雜的傳動(dòng)和控制裝置，大大降低了設(shè)備要求。伴隨著對(duì)熱流控制技術(shù)的發(fā)展，定向凝固技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。為了區(qū)別于傳統(tǒng)合金，且充分發(fā)揮多元素高混亂度效應(yīng)，高熵合金的主要元素?cái)?shù)目 n≥5。 38 附錄 1 計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng) interface morphology。directional solidification。 多主元高熵合金是多種主要元素的合金，其中每種主要元素都具有較高的原子百分比，但每種元素的原子百分?jǐn)?shù)不能超過(guò) 35%，也就是說(shuō)這種合金是由多種元素集體起作用而表現(xiàn)出其特色。 熱流的控制是定向凝固技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，獲得并保持定向熱流是定向凝固成功的重要保證。其原理如圖 12所示。 其原理如 圖 13所示 。 Mullins等基于