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温度诱导Pb-Sn、In-Sn和Pb-Bi合金液-液结构转变的可逆性

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致谢

第一章绪论

1.1液体简介

1.2液态金属的结构

1.2.1液态金属与固体金属的差别

1.2.2液态金属结构的直接测定

1.2.3液态金属结构的物性测试研究

1.3液态金属电子结构模型及电子运输性质

1.3.1金属自由电子气体模型

1.3.2液态金属电阻率的公式

1.3.3无序引起的电子定域化

1.3.4陷阱对自由载流子迁移率的调制作用

1.4液态结构研究的新进展

1.5本课题研究的主要内容及意义

第二章电阻率实验的测量方法及原理

2.1引言

2.2电阻率法的实验装置及原理

2.3实验中需要考虑的主要问题及解决办法

2.4电阻率实验的可行性及可靠性验证

第三章Pb-Sn合金液-液结构转变可逆性的探索

3.1引言

3.2实验过程

3.3结果与分析

3.3.1 PbSn20合金熔体电阻率行为

3.3.2Pb(1-x)Snx(x=40,61.9,70,80)电阻率行为

3.3.3 PbSn10合金熔体电阻率行为

3.3.4 PbSn合金熔体电阻率异常行为的解释

3.4本章小结

第四章In-Sn和Pb-Bi合金液-液结构转变可逆性的探索

4.1前言

4.2In-Sn合金液-液结构转变可逆性的研究

4.3 Pb-Bi合金液-液结构转变可逆性的研究

4.4 In-Sn和Pb-Bi合金液-液结构转变现象的比较

4.5本章小结

第五章熔点附近的液-液结构转变现象

5.1引言

5.2 InSn49.1和InSn70合金熔点附近的液-液结构转变现象

5.3(Pb439Bi56.1)20Sn80合金熔点附近的液-液结构转变现象

5.4其他合金中出现的熔点附近液-液结构转变现象

5.5熔点附近电阻率异常行为的解释

5.6本章小结

第六章全文总结

6.1研究工作内容概要

6.2主要研究结果及结论

6.3本文的创新之处

6.4尚待进一步解决的问题

参考文献

硕士期间发表的论文

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摘要

温度诱导液-液结构转变现象涉及液态物质结构认知的基础科学问题,同时也关系到材料加工领域凝固过程与液相的相关性及其微观机制.近年越来越多的液态系统被发现发生液-液结构转变,然而,温度诱导液-液结构转变现象的可逆性与否仍尚不明了. 本文在验证了电阻法研究液态结构转变的有效性基础上,利用电阻法对三种已知发生了温度诱导液-液结构转变的合金系统(Pb-Sn、In-Sn、Pb-Bi),在连续几轮升、降温过程中电阻率的变化规律进行观察,从而进一步对其所发生液-液结构转变的可逆性与否及其规律进行了探索与分析.主要内容及结论如下: (1)通过对三种合金系熔体的连续升降温实验研究发现,除了PbSn10合金熔体外,其余所研究成分的Pb-Sn和In-Sn合金熔体中都存在不可逆和可逆两种不同性质的结构转变现象;即:第一轮升温过程的结构转变为不可逆,而随后的升、降温过程发生的结构转变具有可逆性.然而,在所研究的PbBi几种成分合金熔体中只存在不可逆的结构转变现象。 (2)通过与液态纯Sn电阻率-温度曲线的比较,分析总结出二元(A-Sn)合金熔体中的转变可逆性主要与液态纯Sn相关。经分析认为,其可逆转变主要是Sn-Sn共价键的打破和重建的过程。 (3)通过对InSn49.1、InSn70合金的电阻率和DSC实验,发现在熔点以上不太远的温度范围存在某种温度诱导的液-液结构转变;而(Pb<,43.9>Bi<,56.1>)<,20>Sn<,80>合金两次升温过程的电阻率实验,证明了这种发生在熔点附近的液一液结构转变是一种可逆转变。 (4)总体来看,温度诱导液-液结构转变的可逆性在不同合金及成分中存在现象与规律的多样性.可逆转变的存在与否,以及可逆结构转变的温度范围,随合金系统的不同和成分的改变而不同. (5)本文运用电子理论及定域化概念就相关现象及规律进行了讨论和理论分析. 本文的研究结果不仅有助于进一步认识液液结构转变的总体规律及各自特征,同时也为开拓及改进材料加工工艺方法提供了新的参考依据.

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