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1、西西 北北 工工 业业 大大 学学本科生毕业论文中期考核表本科生毕业论文中期考核表题 目 Ni 基合金的快速凝固与性能研究 学 院 理学院 专业名称 材料物理 学生姓名 王乾 班 号 11051102 导师姓名 2011302851 论文题目Ni 基合金的快速凝固与性能研究个人总结（工作态度、相关知识和问题理解、毕业论文进展情况等）一、工作态度： 从毕业论文开始以来，我严格按照指导老师的要求，采用一丝不苟的学习态度，详细查阅了与快 速凝固相关的文献资料，以论文任务书和开题报告为立足点，按部就班，已初步完成设计的大部分工作。 毕业设计是我们作为学生在学习阶段的最后一个环节，是对所学基础知识和专业
2、知识的一 种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对我们的学习能力和独立思 考及工作能力也是一个培养，同时毕业设计也是一个重要的环节，是我们步入社会参与实 际工作的一次极好的演示，也是对我们自学能力和解决问题能力的一次考验，是学校生活 与社会生活间的过渡。 在完成毕业设计的这段时间里，我收获颇多，掌握了很多合金凝固 的知识，对我所学过的知识有所巩固和提高，让我对当今合金快速凝固现状有所了解。在 毕业设计的整个过程中，我巩固了基础，学到了新知识，增强了实践能力。脚踏实地，认 真严谨，实事求是的研究态度是我在这次设计中另一大收益。我想这是对我实际能力的一 次提升，也会对我未来的学习和
3、工作有很大的帮助。在今后的日子里，我仍然要不断地充 实自己，早日完成全部的毕业设计工作。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步 了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理 解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。 接下来，我还要完成毕业论文的创作，在此更要感谢我的老师，是您的细心指导和关 怀，使我能够顺利的完成毕业设计。在我毕业设计的研究工作中无不倾注着老师辛勤的汗 水和心血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的 老师身上，我不仅学到了专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的老师致以最衷 心的感谢和深深的敬意。 二、相
4、关知识和问题理解： 快速凝固技术一般指以大于 105 K/s106 K/s 的冷却速率进行液相凝固成固相，是一 种非平衡的凝固过程，通常生成亚稳相(非晶、准晶、微晶和纳米晶)，使粉末和材料具有 特殊的性能和用途。快速凝固技术得到的合金具有超细的晶粒度，无偏析或少偏析的微晶 组织，形成新的亚稳相和高的点缺陷密度等与常规合金不同的组织和结构特征。实现快速 凝固的三种途径包括：动力学急冷法；热力学深过冷法；快速定向凝固法。由于凝固过程 的快冷，起始形核过冷度大，生长速率高，使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常 规合金不同的组织和结构特征。（深深过冷是金属熔体在凝固过程中发生的一种亚稳现象，它是指
5、在特殊条件下通过消除异质晶核使液态金属冷却到远低于其平衡凝固温度而不发生晶体形核的现象。金属熔 体的深过冷和快速凝固是当前国际材料科学前沿研究领域中的一个热点课题。深过冷技术 可以实现三维大体积液态金属的快速凝固，并且可在慢速冷却过程中研究快速凝固过程的 动力学规律。因此深过冷技术为研究快速凝固过程中的动力学机制提供了一条有效途径。 深过冷技术的核心是通过消除液态金属中的异质晶核，从而使其获得较大的过冷度，目前 主要是通过多种无容器处理技术来实现的。无容器处理技术是近十几年来随着空间材料科 学发展而新兴的材料凝固技术，它通过模拟空间环境中的无容器和/或微重力状态，避免了 因器壁与材料的接触而导
6、致的异质形核，从而实现大体积样品的深过冷和快速凝固。无容 器处理技术主要有液滴乳化技术、熔融玻璃净化技术、落管快速凝固技术和悬浮无容器处 理技术。 合金的化学成分和凝固组织特征将决定其最终的性能及应用前景，而凝固条件又直接影响合金的微观组织。在常规凝固条件下合金的凝固组织存在偏析、缩孔和气泡等缺陷， 这些缺陷严重影响了合金的机械性能和物理化学性能。而远离平衡态的快速凝固条件可以 实现组织细化获得亚稳相和均匀的溶质分布，这使得材料的力学及物理化学性能得到改 进。 枝晶组织是最常见的合金凝固显微组织。枝晶生长理论的研究一直是材料科学领域的 热点。枝晶生长理论主要探讨在稳态条件下枝晶生长速度、枝晶顶
7、端半径及总体过冷度之 间关系。目 前广泛应用枝晶生长理论是 LGK 和 LKT/BCT 模型。 在工业实际应用中，绝大多数合金都是多元的，如常见的钢以及在航空航天领域广泛 应用的铝基、镍基等。因此，研究多元合金的枝晶生长具有重要的理论与实践意义。 枝晶生长速度的测定： 枝晶生长速度是枝晶生长的一个重要参数，它决定着最终凝固组织的微观结构。目前 深过冷合金熔体中枝晶生长速度的测量方法主要两种方法。一种是利用高速光电二极管测 量凝固时温度变化曲线的方法。过冷的合金熔体发生快速凝固时，由于结晶潜热的释放会 出现瞬间再辉现象，通过记录再辉过程中的温度变化曲线确定再辉时间。根据再辉时间， 再结合样品在凝
8、固方向上的尺寸即可确定枝晶生长速度。另外一种方法是高速摄影法。该 方法是利用高速摄像机通过采集凝固界面推移的图像信息来确定枝晶生长速度。本课题采用方法一来测定枝晶生长速度。 ）-开题报告上的可以用吗开题报告上的可以用吗三、毕业论文进展情况：3 月初到 3 月底，完成 Ni-10%Sn-10%Cu、Ni-5%Sn-5%Cu、Ni-5%Sn-5%Cu-5%Si、Ni- 5%Sn-5%Cu-5%Ag-5%Ge 合金的配制、超洁熔炼；4 月初到 4 月底，完成 Ni-10%Sn-10%Cu、Ni-5%Sn-5%Cu、Ni-5%Sn-5%Cu-5%Si、Ni- 5%Sn-5%Cu-5%Ag-5%Ge 的
9、深过冷，并分析处理数据，获得枝晶生长速率。选取大中小过冷 度样品进行切割、抛光。配制 Ni-5%Sn-5%Cu、Ni-10%Sn-10%Cu、Ni-5%Sn-5%Cu-5%Si、Ni- 5%Sn-5%Cu-5%Ag-5%Ge 喷铸样品。针对 Ni-5%Sn-5%Cu-5%Ag-5%Ge 小过冷数据不完整，完成 Ni-5%Sn-5%Cu-5%Ag、Ni-5%Sn-5%Cu-5%Ge 合金的配制。 5 月初，完成 Ni-5%Sn-5%Cu-5%Ag、Ni-5%Sn-5%Cu-5%Ge 合金超洁熔炼和深过冷。毕业论文进展情况：我的论文在导师的指导下，从选题开始，经过了收集查阅资料、制定毕设计划、完成 开题报告等论文撰写过程，预计五月中旬可以完成初稿，取得了阶段性的成果。说 明一、评阅要求1 .对论文选题意义、主要结论正确性、计算和实验结果可靠性的评价。2. 论文的新见解主要表现在哪些方面。3. 对论文的理论、主要工作、质量和撰写的评价。4. 论文的主要优缺点及质询问题。5. 请明确填写结论意见及综合评价。二、注意事项：1. 字迹应端正、清楚，使用黑色墨水填写。2. 不能涉及国家秘密。指导教师评语：指导教师签字：年 月 日
