高密度脉冲电流对偏析的影响

【作者】 王新丽； 吴稀勇； 王宝全； 郭敬东；

【机构】 中科院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室；

【摘要】 偏析现象的发生是由于不同元素扩散率的不同从而引起不同元素原子的堆积或空位,产生元素原子分布的不均匀。元素的偏析对材料的性能有重要影响,但目前关于脉冲电流引起偏析[1]现象的相关实验和理论报道甚少。本文通过比较淬火试样和脉冲试样中铅的分布,发现不同条件下淬火处理的黄铜试样中铅颗粒均随机分布,与原始态未经任何处理的黄铜试样中铅的分布相似。对于脉冲电流处理的试样,发现原始大颗粒的铅在电流作用下分散为许多小颗粒并出现偏析现象。由于黄铜试样中基体与铅颗粒电阻率的不同,基于Dolinsky的理论研究[2,3],通过对电流引起的偏析现象进行了理论分析:表明是由于电流作用前后体系Gibbs自由能发生变化,增加了电场作用体系的不稳定性,导致原始大颗粒铅分散为许多小颗粒;另外分析可能是由于脉冲电流作用引起原子点阵振动频率的变化,从而引起不同原子迁移率的变化。同时铅颗粒周围快速扩散通道品界等缺陷的存在,引起铅的偏析。基于各种元素电导率的不同,电流可能改变不同元素在晶内和晶界的分布。因此,我们预测脉冲电流技术有望成为移动晶界上溶质反常偏聚、改善晶界元素偏析的新方法。更多还原