二元Ni-Al合金中化学成分对其微结构的影响

摘要

本文以正电子湮没辐射Doppler展宽谱仪、正电子湮没寿命谱仪等为实验手段，研究了不同化学成分的二元Ni-Al合金的微观缺陷结构和成键电子密度；讨论了退火温度对合金微观缺陷和电阻率的影响。 由于过渡元素Ni存在尚未配对的3d电子具有很好的局域性，当它与多价Al元素形成化合物时，Al原子提供价电子与Ni原子的3d电子形成了共价键。共价键电子的局域性好，使得Ni-Al合金基体中形成金属键的自由电子密度降低，合金中金属键与共价键共存。 实验结果表明：Ni3Al合金中的自由电子密度比NiAl合金的高。在这两种合金中，共价键成分均随合金中Al含量的增加而增大。 在Ni3Al系合金中， Ni75Al25合金的电阻率最低，缺陷的开空间最小；偏离该成分，电阻率升高，缺陷的开空间增大。在Ni3Al系合金中均存在着开空间大于单空位或位错的缺陷。 在NiAl系合金样品中，Ni50Al50合金的电阻率最低，缺陷的开空间最小；偏离该成分，电阻率升高，缺陷的开空间增大。在NiAl系合金中存在着开空间较大的微孔洞。 在Ni3Al系合金样品中，随着退火温度的升高，合金中的空位回复，空位浓度降低，合金电阻率随退火温度的升高而下降。但在B2-NiAl系合金中，由于合金中存在开空间较大的微孔洞，这些缺陷在退火温度低于1200℃时不易回复，合金电阻率随退火温度升高变化不大。 正电子注入到Ni75Al25合金晶格后，它们的波函数被局域在L12结构中由6个Ni原子围成的八面体间隙中，并与Ni原子的电子发生湮没。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪 论

1.1 概述

1.2金属间化合物理论及实验研究进展

1.2.1键合与结构稳定性

1.2.2晶体缺陷

1.2.3实验研究方面

1.3 Ni-Al二元系合金

1.4本文的研究目的及方法

第二章 正电子湮没技术与实验方法

2.1 概述

2.2空位型缺陷对正电子的捕获

2.3正电子寿命谱仪

2.4正电子两态捕获模型

2.5正电子寿命谱分析

2.6正电子湮没率与电子密度

2.6.1 均匀电子气系统中的正电子湮没率

2.6.2非均匀电子系统中的正电子湮没率

2.7正电子湮没辐射Doppler展宽

第三章 不同化学成分Ni3Al合金中的微观缺陷及其电性能研究

3.1 引言

3.2实验方法

3.2.1样品制备

3.2.2正电子湮没Doppler展宽谱实验

3.2.3 正电子湮没寿命谱实验

3.2.4退火温度对合金电阻率的影响

3.3本章小结

第四章 不同化学成分NiAl合金中的微观缺陷及其电性能研究

4.1 引言

4.2实验方法

4.2.1样品制备

4.2.2正电子湮没Doppler展宽谱实验

4.2.3正电子湮没寿命谱实验

4.2.4退火温度对合金缺陷密度的影响

4.3本章小结

第五章总结

参考文献

致谢

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