PDF《旋转柱体法测定 Zr50Cu50 合金熔体 粘滞特性的实验研究》

第4卷第11期2009 年11 月802 旋转柱体法测定 Zr50Cu50 合金熔体 粘滞特性的实验研究 曹立军,王静松,黄书友,王精华,薛庆国 (北京科技大学冶金与生态工程学院,北京 100083) 摘要:应用旋转柱体法测量了Zr50Cu50 合金熔体粘度,考察了其熔体粘度随温度变化的关系.

粘度-温度曲线 表明,随着温度的下降,Zr50Cu50 合金熔体粘度呈指数增加,基本符合阿雷尼乌斯公式.在1208~1

373 K温度 范围内,根据粘度的变化情况可以将熔体状态划分为高温区、中温区和低温区.各温区间存在着不规则的突变 点,根据讨论激活能Ev值的变化可知,在突变温度点处,合金熔体可能发生了微观结构的变化. 关键词:Zr50Cu50;

熔体;

粘度;

旋转柱体法 中图分类号:TG146.1 文献标识码:A 文章编号:1673-7180(2009)11-0802-4 Experimental study on viscosity properties of molten Zr50Cu50 alloy by rotating cylinder method Cao Lijun,Wang Jingsong,Huang Shuyou,Wang Jinghua,Xue Qingguo (School of Metallurgical and Ecological Engineering, University of Sciences and Technology Beijing, Beijing 100083, China) Abstract: The dynamic viscosity of molten Zr50Cu50 alloy was measured by using rotating cylinder method and its variation with temperature was explored. The experimental results showed that viscosity of the molten alloy increases with decreasing temperature and fits with Arrhenius formula. Between the temperature range from

1 208 K to

1 373 K, according to the change of viscosity, the molten alloy state can be divided into high-temperature region, mid-temperature region and low-temperature region. The two anomalous transition points were observed between the different temperature region in the viscosity and temperature graph. According to the changes of activation energy values, the microstructure of molten alloy could be changed. Key words: Zr50Cu50;

molten alloy;

viscosity;

rotating cylinder method

0 引言Zr-Cu 合金作为典型的易形成非晶的二元合金体 系,已引起人们的广泛关注[1] .当前,大多数 Zr-Cu 合 金的研究重点都放在了其结构、晶化与相分离过程、电 子性质以及热力学描述等方面, 对于其液态信息涉及甚 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(200800080017);

国家自然科学基金 (50774006) 作者简介:曹立军(1977- ),男,博士研究生 通信联系人:薛庆国,教授, xueqingguo@metall.ustb.edu.cn 中国科技论文在线 Sciencepaper Online 第4卷第11期2009 年11 月803 少[2] ,然而高温熔体作为随后形成的非晶体的母相,对 非晶转变有着重要的影响. 有研究者研究了非晶中的原 子排布, 认为液态金属中的原子团簇对于非晶的形成有 着重要的作用, 这些团簇大部分被保留至固态. 文献[3] 通过研究Al80Cu20合金液态的非晶形成能力与液态微结 构的关系,发现 Al80Cu20 的液态粘度对其非晶形成能力 有着重要的影响. 因此研究二元 Zr-Cu 合金的液态结构 具有重要的理论意义和实际意义. Zr-Cu 合金具有较高的熔点和活泼的化学性质,在 实验条件下很难对其液态结构直接进行检测, 故通过对 结构变化敏感参量的测定, 间接探索其结构变化规律是 目前行之有效的研究方法之一. 粘度是高温熔体最敏感 的物理性质之一,是液态金属原子迁移能力的一种表 现,它反映了熔体中原子或原子集团间结合力的大小. 高温熔体的粘度变化可以反映出熔体中短程有序的结 构变化信息. 所以对于熔体粘度的研究是认识熔体微观 结构的重要手段之一. 本文应用旋转柱体法测量了具有 优异非晶形成能力的 Zr50Cu50 合金[4-5] 熔体的粘度, 研究 了其粘度随温度的变化情况, 为测量 Zr-Cu 合金熔体粘 度提供了一种新方法.