锶、锑变质初生Mg2Si的生长形态

论文摘要

本论文通过深腐蚀、萃取等方法获得Mg或Al合金中完整的初生Mg2Si晶体,研究Sr、Sb单一以及复合变质对凝固过程中初生Mg2Si形核方式及其生长的影响,初步揭示变质初生Mg2Si的生长形态选择及其演变规律。Sr主要通过吸附毒化的方式抑制Mg2Si晶体的生长。当采用0.1wt.% Sr变质时,Mg–4Si合金中初生Mg2Si生长形态为八面体;当Sr含量为0.2wt.%时,初生Mg2Si长成立方体。Sr变质八面体初生Mg2Si生长过程为:晶核→<100>晶向生长→八面体棱边生长→八面体骨架→完整八面体。Sb变质Mg–4Si合金中初生Mg2Si的生长形态为八面体。Al–20Mg2Si合金中加入0.5wt.% Sb,合金中初生Mg2Si长成八面体;随着Sb含量的增加（>1wt.%）,初生Mg2Si由八面体变成了由{111}和{100}晶面组成的切角八面体。Sr–Sb复合变质机理为:除了Sr、Sb单一变质的作用,Sr和Sb结合生成Sb10Sr11化合物作为异质核心细化Mg2Si晶体。当Sr–Sb含量较低时（<0.2wt.%）,变质Mg–4Si合金中初生Mg2Si长成八面体。随着Sr–Sb含量的增加（0.5wt.%）,大部分变质Mg2Si形貌变为不规则多面体。Sr–Sb变质Al–20Mg2Si合金中初生Mg2Si按“二维核-层生长”方式生长为立方体。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 选题意义
• 2Si变质机制的研究现状'>1.2 初生Mg₂Si变质机制的研究现状
• 1.2.1 异质核心
• 1.2.2 吸附毒化
• 1.2.3 成分过冷
• 1.2.4 其他理论
• 2Si生长机制及形态选择规律的研究现状'>1.3 Mg₂Si生长机制及形态选择规律的研究现状
• 1.3.1 晶体生长机制理论发展
• 2Si晶体的生长'>1.3.2 树枝状Mg₂Si晶体的生长
• 2Si晶体的生长'>1.3.3 多面体Mg₂Si晶体的生长
• 1.4 研究内容
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 Mg–Si合金的制备
• 2.2.2 Al–Mg–Si合金的制备
• 2.2.3 合金变质实验
• 2.2.4 萃取实验
• 2.2.5 DTA实验
• 2.2.6 实验技术路线
• 2.3 表征分析
• 2.3.1 成分分析
• 2Si形貌分析'>2.3.2 组织及Mg₂Si形貌分析
• 2.3.3 透射电镜分析
• 2.3.4 X射线衍射分析
• 2Si的生长形态'>第3章 Sr变质初生Mg₂Si的生长形态
• 3.1 引言
• 3.2 Sr变质Mg–4Si合金组织
• 3.2.1 Sr含量对Mg–4Si合金组织的影响
• 3.2.2 Al对变质Mg–4Si合金组织的影响
• 3.3 Sr变质机理探讨
• 2Si形态选择规律及生长机制'>3.4 Sr变质初生Mg₂Si形态选择规律及生长机制
• 2Si的生长形态'>3.4.1 Sr变质初生Mg₂Si的生长形态
• 2Si晶体的生长'>3.4.2 树枝状Mg₂Si晶体的生长
• 2Si形态选择规律'>3.4.3 Sr变质初生Mg₂Si形态选择规律
• 3.5 本章小结
• 2Si的生长形态'>第4章 Sb变质初生Mg₂Si的生长形态
• 4.1 引言
• 4.2 Sb变质Mg–Si系及Al–Mg–Si系合金组织
• 4.2.1 Sb变质对Mg–4Si合金组织的影响
• 2Si合金组织的影响'>4.2.2 Sb变质对Al–20Mg₂Si合金组织的影响
• 4.3 Sb变质机理探讨
• 4.3.1 Mg–Si系合金中Sb变质机理
• 4.3.2 Mg–Si–Al系合金中Sb变质机理
• 2Si生长形态的影响'>4.4 Sb变质对Mg₂Si生长形态的影响
• 2Si的生长'>4.4.1 Sb变质Mg–Si系合金中初生Mg₂Si的生长
• 2Si合金中初生Mg₂Si的生长'>4.4.2 Sb变质Al–20Mg₂Si合金中初生Mg₂Si的生长
• 4.5 本章小结
• 2Si的生长形态'>第5章 Sr–Sb复合变质初生Mg₂Si的生长形态
• 5.1 引言
• 5.2 Sr–Sb复合变质Mg–4Si系合金组织
• 5.2.1 Sr:Sb值对Mg–4Si合金组织的影响
• 5.2.2 Sr–Sb含量对Mg–4Si–3Al合金组织的影响
• 5.3 Sr–Sb复合变质机理探讨
• 2Si的异质核心机制'>5.3.1 Sr–Sb变质初生Mg₂Si的异质核心机制
• 5.3.2 异质核心结构确定
• 2Si形态选择及生长机制'>5.4 Sr–Sb复合变质Mg₂Si形态选择及生长机制
• 2Si的生长形态'>5.4.1 Mg–4Si系合金中初生Mg₂Si的生长形态
• 2Si合金中初生Mg₂Si的生长形态'>5.4.2 Al–20Mg₂Si合金中初生Mg₂Si的生长形态
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• Abstract