超声场下Pb-Sb-Sn共晶合金凝固机制及其影响

本文主要探讨了在超声场条件下，Pb75.4Sb18.3Sn6.3三元共晶合金的凝固机制。这项研究由翟薇和魏炳波两位作者进行，他们利用35kHz频率的超声波作为处理手段，针对该合金进行实验分析。研究发现，超声场的作用显著，它不仅能够促进合金熔体的形核过程，降低熔体过冷度，即减小液态合金转变为固态所需的时间，还影响了其结晶行为。 在不同强度的超声场下，共晶合金的凝固组织表现出明显的变化。当超声强度增加时，Pb75.4Sb18.3Sn6.3合金经历了三个阶段的生长模式变化。首先，从初始的三相规则共晶状态，即(Pb+Sb+SnSb)同时均匀结晶，发展到第二阶段，出现了Sb相的分离生长，以及随后的(Pb+SnSb)二相规则共晶。最终，随着声强进一步提高，合金进入了三相离异共晶阶段，即三个相各自独立地形成并生长。 这种转变揭示了声强对共晶生长机制的影响，从早期的三相协同生长模式转变为两个相的协同生长加上另一个相的分离，再到最终的独立形核和生长。此外，研究还发现，每个共晶相中溶质含量随超声强度的增强呈现下降趋势，这可能是由于超声波引起的局部温度变化和空化效应（液体中产生的微小气泡破裂导致的能量释放）影响了溶质的分布。 这项工作对于理解超声场如何调控金属合金的相变过程具有重要意义，也为优化合金材料的微观结构和性能提供了新的工艺途径。论文的研究成果发表在中国科技论文在线，并得到了高等学校博士学科点专项科研基金的支持，作者翟薇的电子邮件地址为zhaiwei322@nwpu.edu.cn，供读者进一步联系或获取更深入的信息。文章被归类于材料科学领域，关键词包括相图与相变、超声场、共晶凝固、空化效应和声流，方便相关领域的研究人员追踪和引用。