均匀颗粒成型法中SnPb合金的快速凝固及其冷却行为预测

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1、-卜蟛ii跚⑧天庠大蓼硕士学位论文一-：■■●■瞄讨，：●■：■■■¨t■■■■■_学科专业：垃抖控理刍王l：生作者姓名：留雅面指导教师：墨蓝塑篮工}虫．■出zⅡ索斗R62005年1月摘要中文摘要均匀颗粒成型法生产合金颗粒是一种新型的制备粉末技术，通过控制熔融柱状流体的喷射可以生产均一尺寸的颗粒。在喷射的快速凝固过程，可以得到预计的微观结构以及物理性能。研究其快速凝固的显微结构可以对工业上生产快速凝固的合金提供科学预测和指导。研究合金颗粒在快速凝固过程中的连续冷却转变曲线可以从理论上预知颗粒的形核凝固温度，控制冷却速率，可以得到想要的微观结构。本文主要是基于异质成核理论

2、，在前人所计算的Sn一5wt．％Pb合金颗粒的连续冷却转变曲线的基础上作了一些修正。1．对合金颗粒在下落过程中的氧化率作了进一步的修正，所用的方法是化学反应动力学以及过渡状态理论。后来提出了另外一种模型一物理模型，并利用此模型对氧化率作了修正。2．计算Sn．5wt．％Pb合金颗粒的连续冷却转变曲线。基于表面氧化形核理论，我们计算了Sn．5wt．％Pb合金颗粒在N2．35ppm02和N2．166ppm02气氛下的连续冷却转变曲线。在表面氧化形核的理论基础上发展了内部形核理论用以计算Sn．5wt．％Pb合金颗粒在N：一2％H2气氛下的连续冷却转变曲线。由于工业上生产合金颗粒

3、多用气雾化法，因此我们改变冷却族，预测了气雾化形式下Sn一5wt．％Pb合金的形核凝固行为。3．由于化学反应动力学理论是在化学反应的平衡状态下进行的，而颗粒的生产过程实际上是一非平衡过程，所以我们提出了计算氧化率的物理模型。为排除氧化部分的重叠情况，对模型作了进一步的修正。以模型为根据，计算了Sn．5wt．％Pb合金在35ppm02气氛下的连续冷却转变曲线。至此，我们用化学反应动力学和物理方法对氧化率的修正已经达到了一致。关键词：连续冷却转变曲线，异质成核理论，Sn．5wt．％Pb合金，均匀颗粒成型法摘要ABSTRACTTheuniformdropletspray(UD

4、S)isanewtechnicofpowderproductionwhichhastheabilitytoproducemono—sizeddropletsbycontrollingthebreakupofalaminarjetwithanexternallyappliedperturbation．Rapidsolidificationinthesprayformingprocessresultsindesireddepositmicrostructuresandmechanicalproperties．Studythemicrostructure&therapidso

5、lidificationcanprovidescientificpredictionanddirectionontheindustrialproductionofalloydroplet．Studythecontinuous-cooling—transformation(CCTldiagramofthealloydropletduringitsflightcanpredicatethenucleationtemperatureofthealloydropletintheory．Controlthecoolingratewecarlgetthedesiredmicrost

6、ructureofdeposit．ThispaperrevisedthepreviousCCTcurvesoftheSn一5wt．％Pballoydropletbasedontheheterogeneousnucleationtheory．Firstrevisedthedropletoxidationfractionduringitsflightdownwiththechemicalreactionkineticsandtransitionstatetheory．Afterthatwedevelopedanewphy7sicalmodelandwithitwecompu

7、tedtheoxidationfraction．ComputetheCCTCHIVesofSn一5wt．％Pballoydroplet．BasedonthesurfaceoxidationnucleationtheorywecomputedtheCCTcurvesof185gmand155gmdropletwhichsolidifiedinnitrogengaswith35ppmoxygenand166ppmoxygen．Wedevelopedtheinternalnucleation11摘要theorybasedonthesurface