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sn-ag-cu三元釬料成分優(yōu)化畢業(yè)論文-資料下載頁

2025-07-27 06:33本頁面
  

【正文】 System[J] Acta mater , 1997, 45(3):951960[24]P Villars , N Onodera , S Iwata . The Linus Pauling File (LPF) and Its Application to Material Design[J]. Journal of Alloys and pounds , 1998 , 279:17[25]路瓊?cè)A,朱裕貞,[M].上海:華東化工學(xué)院出版社,1998:27-32[26]廖沐真,吳國昆,[M].北京:清華大學(xué)出版社,-32[27]Gerbrand Ceder. The Design of a Licanthode Material for Solid Polymer Electorlyte Batteries[J].Home Page of Dept. Of Materials Science amp。 Engineering, MT,1997[28]Yoshitada Isono, Hirokazu Kishimoto, Takeshi of Mechanical and Thermal Properties of cubic Boron Nitride by Abinitio Calculation[J].Materials Science Research Intermational ,1998,4(1):3944[29]Gerbrand Ceder. Abinitio Prediction of Structure and Properties of Complex Osides[J]. Home Page of Dept. of Materials Science amp。 Engineering , MIT,1997(11)[30]Gerbrand Ceder. Accurate Prediction of Alloy Phase Diagram :The Contribution of the Vibrational Free Energy[J].Home page of Dept. of Materials Science amp。 Engineering. 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Phys., 1969,10:473第二章 合金的制備 實驗設(shè)備 本實驗采用真空電弧爐制備試樣,工作時的真空度為 310-2Pa。圖 21為該設(shè)備的照片,圖 22 是該設(shè)備的工作原理。圖 21 真空電弧爐 Vacuum arc furnace圖 22 真空電弧爐工作原理圖 Schematic illustration of the Vacuum arc furnace 制備方法 本實驗中的熱分析法采用差示掃描量熱法(DSC)分別用以測量非晶樣品的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg、晶化溫度Tx 以及合金的熔點Tm等相關(guān)的數(shù)據(jù)。本實驗選取的的金屬原料為 Sn(%)﹑Ag(%)﹑Cu(%)。用清洗液清洗原料,保證其原料純潔。用 FA2004 型電子天平稱量個組成成分并且精確至 。將配好的原料機(jī)械混合置于真空電弧爐中,在氬氣保護(hù)下熔化原料,反復(fù)熔煉 4 次,保證成分混合比較均勻。獲得所需要的合金試樣。試樣的制備過程中真空度低于 510- 2Pa。并且在整個制備合金試樣的過程中,重量損失不超過 %。 差示掃描量熱法(DSC)本實驗的DSC 曲線由Mettler DSC822e 型差示掃描量熱儀完成, K/s。實驗樣品的重量為20~30mg 左右。差示掃描量熱法(DSC)是在程序控制溫度下測量輸入到物質(zhì)(試樣)和參比物的能量差與溫度(或時間)關(guān)系的一種技術(shù)。它通過把熱量輸給樣品或參比物以保持樣品溫度與參比物(或爐子均溫塊)的溫度相等,并記錄保持這些等溫條件所需的熱量隨時間或溫度的變化關(guān)系。圖23 所示為差示掃描量熱儀的工作原理圖。整個系統(tǒng)由兩個控制回路進(jìn)行監(jiān)控,一個是平均溫度控制回路,另一個是差示溫度控制回路。前者使試樣和參比物在預(yù)定的速率下升溫或降溫,后者用于補(bǔ)償試樣和參比物之間所產(chǎn)生的溫差,此溫差是由試樣的放熱或吸熱效應(yīng)產(chǎn)生的.圖23 功率補(bǔ)償DSC方框圖 Power pensation DSC block diagram參考文獻(xiàn)[1], Int. Conf. On Rapidly Quenched Metals 203(1982)[2]Marcus M, Turnbell D. Mater. Sci. Eng. 1976。23:211[3] ,Acta metallurgical sinica, 2002,38(4):[4] 候增壽,盧光熙,金屬學(xué)原理,第四版,上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1998:5第三章 合金的熱力學(xué)分析通過第二章介紹的方法制備了 11 個合金試樣,在這一章中,將重點通過合金的合熱力學(xué)的分析來進(jìn)一步確定所需要的最佳成分點。 實驗方法合金的熱分析實驗是在差熱分析(DSC)儀(Mettler DSC822e)上完成的,DSC 的實驗的加熱速度試 1℃/min。 DSC實驗結(jié)果圖31試樣合金的DSC曲線 the DSC curve of all alloys表 32 所設(shè)計合金的熔化開始和結(jié)束溫度及熔化區(qū)間Table 32Sample number onset melting temperature Tm, offset melting temperature Tl, and melting range Tl –Tm試樣熔化開始溫度Tm,℃熔化結(jié)束溫度Tl,℃熔化區(qū)間TlTm,℃電子濃度e/a平均院子尺寸Ra,nm1234567891011共晶成分合金在熔化過程中的熱力學(xué)特征是,在整個熔化過程中只有一次相變,也就是 L→α+β這個共晶反應(yīng),在熱力學(xué)曲線上的表現(xiàn)特征是,只有一個吸熱峰,并且熔化區(qū)間很窄。我們對制備的 11 個合金試樣,進(jìn)行了 DSC 的熱力學(xué)分析,實驗結(jié)果如圖31,和表 41 所示。通過圖 31 的分析可以發(fā)現(xiàn),6#合金具有典型的共晶合金的熱分析曲線特征,并且熔點較低,熔化區(qū)間最窄,由此認(rèn)為在我們制備的 11 個合金試樣中,6#合金具備了共晶合金的一些熱力學(xué)特征,初步認(rèn)為是共晶合金。結(jié)合成分設(shè)計圖可以看出,6#合金的成分位于我們設(shè)定的等原子尺寸線 Ra= 上,該等原子尺寸線位于二元合金系SnAg 和 SnCu 共晶點連線得到的 Ra= 等原子尺寸線和兩條變電子濃度線交點之間。共晶成分主要受等原子尺寸線 Ra= 決定,但是由于變電子濃度線的影響,從而使 6#合金位于 Ra= 這條等原子尺寸線和變電子濃度交點之間的 Ra= 這條等原子尺寸線上。 該實驗合金成分是根據(jù)電子濃度和等原子尺寸這兩個參數(shù)進(jìn)行設(shè)計的,在非晶合金成分的設(shè)計中知道這兩個參數(shù)對合金的熱穩(wěn)定性有很大的影響,因而這兩個參數(shù)對合金的熱穩(wěn)定性有一定影響。通過圖 335 可以看出熔化區(qū)間與電子濃度和平均原子尺寸有一定的關(guān)系。圖 33 顯示的是熔化區(qū)間與電子濃度關(guān)系,總體上呈現(xiàn)出線性增加趨勢,隨著電子濃度的減少,合金的熔化區(qū)間減少。這說明電子濃度對于合金在熔化過程中的熱力學(xué)特征有很大的影響。圖 33 合金的熔化區(qū)間與電子濃度的關(guān)系Fig 33 the relation between the TlTm and e/a for all alloys圖 34 合金的熔化區(qū)間與平均原子尺寸的關(guān)系Fig 34 the relation between TlTm and Ra for all alloys而圖 34 顯示的是熔化區(qū)間與 Ra 關(guān)系,總體上呈現(xiàn)出線性增加趨勢,隨著平均原子尺寸的增加,合金總體的熔化區(qū)間是呈升高的趨勢。這同樣說明平均原子尺寸對合金的熱力學(xué)特征也有很大的影響。 6#合金 ,wt.%和 R2 ,wt%熱穩(wěn)定性比較 從上述的熱力學(xué)分析中,我們可以確定 6#合金是我們設(shè)計的合金中最佳共晶合金,為了進(jìn)一步驗證 6#合金是否接近 Sn-Ag-Cu 三元合金的共晶成分點,我們把 6#合金和目前報道最好的 Sn-Ag-Cu 三元共晶成分合金進(jìn)行熱穩(wěn)定性比較。 6#合金 ,wt.%和 R2 ,wt%的熱穩(wěn)定性 圖35鑄態(tài) 6#(%)和 R2合金 (,wt%)的 DSC 曲線Fig. 35
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