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部分Cu基三元系合金相图的实验测定与热力学计算

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摘要

第一章 绪论

1.1 高性能Cu合金的研究概况

1.1.1 高性能Cu合金的发展概况

1.1.2 高性能Cu合金的应用现状

1.1.3 高性能Cu合金的发展趋势

1.2 相图计算与材料设计

1.2.1 材料设计的概念与途径

1.2.2 相图计算(CALPHAD)方法概述

1.2.3 相图计算的优点以及在材料设计中的应用

1.3 铜基合金热力学数据库的研究现状

1.3.1 铜基合金热力学数据库的开发

1.3.2 铜基合金热力学数据库的应用

1.4 本论文的研究目的及主要内容

参考文献

第二章 实验方法与热力学模型

2.1 本研究中采用的实验方法

2.1.1 合金样品的制备

2.1.2 热处理方法

2.1.3 显微组织观察

2.1.4 成分分析

2.2 本研究中采用的热力学模型

2.2.1 纯组元

2.2.2 液相和端际固溶体相

2.2.3 化学计量比化合物相

2.2.4 金属间化合物溶体相

参考文献

第三章 Cu-Nb-Zr三元系相平衡的实验测定与热力学计算

3.1 引言

3.2 Cu-Nb-Zr三元系的相图信息

3.2.1 基础二元系

3.2.2 Cu-Nb-Zr三元系

3.3 Cu-Nb-Zr三元系等温截面相平衡的实验测定

3.3.1 实验方法

3.3.2 Cu-Nb-Zr三元系的实验结果与讨论

3.4 Cu-Nb-Zr三元系相图的热力学优化与计算

3.4.1 Cu-Nb-Zr三元系相图的计算结果

3.4.2 Zr的添加对Cu-Nb二元系液相两相分离的影响

3.5 小结

参考文献

第四章 Cu基三元系合金相图的热力学优化与计算

4.1 Cu-Co-W三元系相图的热力学优化与计算

4.1.1 Cu-Co-W三元系的相图信息

4.1.2 热力学优化与计算过程

4.1.3 计算结果与讨论

4.2 Cu-Cr-Ta三元系相图的热力学优化与计算

4.2.1 Cu-Cr-Ta三元系的相图信息

4.2.2 热力学优化与计算过程

4.2.3 计算结果与讨论

4.3 Cu-Sn-Sb三元系相图的热力学优化与计算

4.3.1 Cu-Sn-Sb三元系的相图信息

4.3.2 热力学优化与计算过程

4.3.3 计算结果与讨论

4.4 Cu-Zr-Si三元系相图的热力学优化与计算

4.4.1 Cu-Zr-Si三元系的相图信息

4.4.2 热力学优化与计算过程

4.4.3 计算结果与讨论

4.5 小结

参考文献

第五章 其它三元系合金相图的热力学优化与计算

5.1 Fe-Nb-Si三元系相图的热力学优化与计算

5.1.1 Fe-Nb-Si三元系的相图信息

5.1.2 热力学优化与计算过程

5.1.3 计算结果与讨论

5.2 Ni-Ti-Si三元系相图的热力学优化与计算

5.2.1 Ni-Ti-Si三元系的相图信息

5.2.2 热力学优化与计算过程

5.2.3 计算结果与讨论

5.3 小结

参考文献

第六章 总结

致谢

攻读硕士学位期间科研成果

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摘要

铜合金因具有优异的导电导热性能和耐磨蚀性能以及良好的塑性和加工性能,故被广泛应用于汽车、电力和家用电器等领域。目前,工业的快速发展刺激了国内高性能铜合金产品的消费需求。因而,开展高性能铜合金的研究对我国铜合金行业的发展有重要的意义。作为材料设计的基础,相图在铜基合金的研发与设计方面发挥着重要的作用。因此,开展铜基三元系合金相图的实验测定与热力学计算,完善铜基合金的热力学数据库,可以为高性能铜合金的研究与开发提供重要的理论依据。本研究通过实验和热力学计算相结合的方法研究了部分Cu基三元系合金的相平衡,具体研究内容如下:
  (1)采用合金法和电子探针成分分析等技术,实验测定了Cu-Nb-Zr三元系在900℃、1000℃和1100℃的等温截面相图。根据测定的实验数据,结合文献报道的相关二元系的参数,利用CALPHAD方法,对Cu-Nb-Zr三元系相图进行了热力学优化与计算,计算结果与实验数据取得良好的一致性。计算结果表明,在Cu-Nb-Zr三元系相图中存在稳定的液相两相分离。
  (2)结合相关二元系的热力学参数和三元系的相平衡信息,对部分重要的Cu基三元系Cu-Co-W、Cu-Cr-Ta、Cu-Sn-Sb、Cu-Zr-Si的相图进行了热力学优化与计算,并研究了Cu-Co-W、Cu-Cr-Ta三元系中的液相溶解度间隙的影响。计算结果与实验数据吻合较好,进一步完善了铜基合金的热力学数据库。
  (3)结合相关二元系的热力学参数和三元系的相平衡信息,对Cu基合金热力学数据库中的重要组成元素所构成的Fe-Nb-Si、Ni-Ti-Si各三元系的相图进行了热力学优化与计算,计算结果较好地吻合了实验数据。

著录项

  • 作者

    刘艳;

  • 作者单位

    厦门大学;

  • 授予单位 厦门大学;
  • 学科 材料学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 刘兴军;
  • 年度 2016
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TG146.11;
  • 关键词

    铜基合金; 三元系相图; 热力学; 参数优化;

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