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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:胡雅惠
論文名稱:以機械合金法製備Cu-Ni-Al-Co-Cr-Fe-Ti-Mo合金粉末微結構及性質之研究
論文名稱(外文):Evolution of microstructure and properties in Cu-Ni-Al-Co-Cr-Fe-Ti-Mo alloys with multi-principal elements during mechanical alloying
指導教授:葉均蔚
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:125
中文關鍵詞:機械合金高熵合金非晶質
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為了解高熵合金機械合金化後的行為及特性並與傳統合金的機械合金法作一關聯,本研究首度嚐試利用機械合金法來製備二至八元主要元素的合金粉末,由二元Cu0.5Ni開始,依序加入不同原子大小的Al、Co、Cr、Fe、Ti、Mo的純金屬元素粉末,施以不同時間球磨並作XRD、SEM、元素Mapping、DTA等分析,以探討不同元素間的相互競爭、形成均質相時間長短、非晶質相的傾向及非晶質相的熱穩定性,並與塊材特性做比較以了解其差異及機制。
球磨過程中發現三個有趣的階段:(1) 元素消失的順序為:Cu → Al → Co → Fe → Ni → Ti → Cr → Mo;(2) 元素越多形成均質相所需的時間會加長;(3) 並不是元素添加越多轉變成非晶質相所需球磨時間越短。Egami曾提出在室溫下晶體扭曲體積百分率差在12.8 % 以上會形成非晶質相,表示原子大小差異越大越易形成非晶質相,就我們的系統而言,三元以上合金的晶體扭曲體積百分率差異介於14 %~18 %,皆在12.8 % 以上,但仍需長時間的球磨引入更多空缺才能形成非晶質相,這表示轉變成非晶質相所需的晶格扭曲體積百分率比12.8 % 更大。而Inoue 提出塊狀金屬高玻璃形成能力的三個法則,主要是強調抑制液相結晶的因素,在機械合金法並不完全適用,因此我們另外提出適用於機械合金形成非晶質相的合金設計法則:就形成非晶質相的驅動力而言,晶格扭曲體積百分率越大,驅動力越大;就促進形成非晶質相的速率而言,(1) 晶體結構:BCC > FCC > ordered BCC。(2) 擴散係數:高熔點元素擴散慢,會降低速率。
球磨過程中,磨球不斷撞擊粉末產生加工硬化的效果,使機械合金粉末的硬度值比塊狀金屬高出許多,因此其強化機構主要來自鍵結能的影響,在本論文中作了定量的關聯。
將四至八元機械合金非晶質粉末做不同溫度的熱處理後,傾向於形成單純的固溶相,而不析出複雜的介金屬中間相,再次證明以往高熵合金鑄造態及快速凝固態的微結構觀察所做的結論:相種類不複雜,傾向形成單純的固溶相。
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