Al-Si和Al-Si-Sc合金晶体-熔体界面能的各向异性

• 作者: 王涛 王自东 陈晓华
• 来源期刊: 稀有金属材料与工程
• 学科: 工学
• 关键词: Al-Si合金 Al-Si-Sc合金 界面能各向异性 聚焦离子束(FIB)切割技术
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 材料科学
• 页码范围: 1566-1571
• 页数: 6页
• 分类号: TG111
• 语种: 中文

摘要

平衡液滴法(equilibrium shape measurement)是一种确定晶体-熔体界面能各向异性参数的有效方法.利用平衡液滴法测量单相固体中夹带的平衡液滴的形状,得到了Al-Si和Al-Si-Sc合金的界面能各向异性参数计算值.通过定向凝固方法制备Al-2％Si和Al-2％Si-0.2％Sc(质量分数,下同)合金杆状试样,使用光学显微镜表征Al-2％Si和Al-2％Si-0.2％Sc合金内部液滴手工连续磨样抛光后多个二维截面形状,计算了二维界面能各向异性参数的大小.利用聚焦离子束(focused ion beam,FIB)技术连续切割了Al-2％Si合金内部液滴,并用Image-J软件重构液滴三维形状,获得了三维界面能各向异性参数值(e1=0.0795,ε2=-0.0056),并且绘制了三维界面能分布和界面刚度的分布图.在此基础上,讨论了平衡温度和Sc元素对界面能各向异性参数的影响.结果表明,对于Al-Si合金,平衡温度为595℃时液滴成分为Al-10.12％Si,金属液中的初生α-Al具有大小为0.0202的界面能各向异性值,而对于Al-Si-Sc合金,平衡温度为595℃时液滴成分为Al-10.08％Si-0.11％Sc(质量分数),金属液中的初生α-Al具有大小为0.0193的界面能各向异性值.