强磁场作用下双晶Fe-6.5wt%Si合金的晶界润湿行为

摘要

晶界润湿是多晶材料制备和加工过程中一种常见的物理化学现象，其行为与晶界（界面）结构和晶界（界面）特性密切相关。研究强磁场作用下晶界润湿行为的变化，对于应用强磁场进行先进材料制备及控制与晶界有关的晶界脆性有重要的科学意义。本文利用组织观察及微区成分分析手段研究了强磁场(最高6Tesla)作用下，富Zn液相在Fe-6.5wt％Si双晶晶界(36.9°<001>和45°<001>晶界)与固/液界面相交处的晶界润湿行为特征，得到如下主要结论:
　　1.磁场660℃退火条件下，与具有45°<001>晶界双晶试样相比，Σ5(36.9°<001>)晶界双晶试样的接触角（θ)明显较大，表现出明显的晶界不完全润湿特征;
　　2.660℃退火条件下，富Zn液相沿45°<001>晶界渗透距离随磁场强度增加而增大;
　　3.与无磁场660℃退火45°<001>双晶试样相比，强磁作用下富Zn液相沿着45°<001>晶界形成的晶界沟的深宽比都较低，但深宽比值随着磁场强度增加而增大;
　　4.680℃退火条件下，随磁场强度的增加，富Zn液相沿45°<001>晶界形成的晶界沟深宽比增大，而沿Σ5(36.9°<001>)晶界形成的晶界沟的深宽比减小。晶界沟深宽比的增大，某种程度上预示着液相沿晶界渗透行为的加剧。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 前言

1．2 晶界

1．2．1 晶界的分类及晶界特性

1．2．2 晶界对扩散的影响

1．2．3 晶界对固态相变的影响

1．2．4 晶界对材料性能的影响

1．3 润湿的相关知识

1．3．1 润湿现象与机理

1．3．2 润湿的表征

1．3．3 润湿的分类

1．3．4 润湿的研究方法

1．3．5 润湿的影响因素

1．3．6 改善润湿性的途径

1．4 Fe-Si合金晶界润湿的研究现状

1．4．1 晶界润湿的简介

1．4．2 Fe-Si合金晶界润湿的研究现状

1．4．3 影响Fe-Si合金晶界润湿的因素

1．4．4 强磁场在Fe-Si合金晶界润湿的研究中的应用

1．5 本课题的研究内容和意义

第2章 实验材料及方法

2．1 双晶Fe-6．5wt％Si合金退火样品的制备

2．2 热处理

2．3 晶界观察

2．3．1 金相试样的制备

2．3．2 晶界观察

2．4 EPMA成分分析

第3章 退火双晶试样晶界沟的微观特征

3．1 660℃退火条件下双晶试样的晶界沟

3．1．1 接触角

3．1．2 晶界沟尺寸

3．2 680℃退火条件下双晶试样的晶界沟

3．2．1 接触角

3．2．2 晶界沟尺寸

3．3 分析与讨论

3．4 本章小结

第4章 Zn在晶界处的EPMA成分分析

4．1 Zn沿晶界方向的浓度分布

4．2 Zn垂直于晶界方向的浓度分布

4．3 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢