AlxCoyCrzCu0.5FevNiw高熵合金簡單固溶相之研究｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	柯冠宇
論文名稱：	AlxCoyCrzCu0.5FevNiw高熵合金簡單固溶相之研究 Simple Solid solution in AlxCoyCrzCu0.5FevNiw (0<=x,y,z,v,w<=)High-Entropy Alloys
指導教授：	徐統陳瑞凱
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 材料科學工程學系 Materials Science and Engineering
論文出版年：	2005
畢業學年度：	93
語文別：	中文
論文頁數：	110
中文關鍵詞：	高熵合金、相圖、微結構、晶體結構
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先前的研究指出，Al-Co-Cr-Cu-Ni-Fe高熵合金由簡單固溶體所組成，如FCC相、BCC相，而Cu極易產生偏析，不易和其他合金元素固溶。為減少Cu偏析，本研究設計出AlxCoyCrzCu0.5FevNiw (0 < x, y, z, v, w < 2)合金，先將Cu含量減少，然後有系統地變動其他元素，觀察其晶體結構及微結構變化，研究結果依舊得到「合金仍維持由簡單固溶體組成，未產生介金屬化合物」的結論。
從X射線繞射結果可發現，Al與Cr可促進BCC相生成，而Al的BCC化能力較Cr高；Co與Ni促進FCC相生成，而Ni的FCC化能力稍強於Co；Fe為中性元素，對晶體結構的影響有限。並從而歸納出BCC-FCC當量關係，以及55%-45%的經驗法則。維氏硬度實驗得知，BCC結構的硬度高於FCC結構的硬度。以元素來看，Al有硬化的效果；Ni會軟化合金；Co、Cr與Fe的影響則視其含量而定。
微結構部分，大部分皆由樹枝相及樹枝間相構成，少數呈現單一相，如AlCoCrCu0.5FeNi、AlCo0.5CrCu0.5FeNi。放大至高倍觀察，本合金系統常可觀察到50 ~200 nm的微小結構，如板牆結構、短條狀析出、球狀析出，亦常可發現奈米析出，尺寸約小於20 nm。本研究綜合微結構、晶體結構、成分分析及熱分析的結果，已建構出AlxCoyCrzCu0.5FevNiw (0 < x, y, z, v, w < 2)合金五個相圖的基本架構。

誌謝...................................................... I
摘要.....................................................II
目錄....................................................III
圖目錄....................................................V
表目錄..................................................XII
1、前言.................................................. 1
2、文獻回顧.............................................. 2
1離相分解............................................ 2
1.1離相分解的研究歷史............................... 2
1.2離相分解的熱力學條件............................. 3
1.3離相分解的動力學................................. 4
2高熵合金............................................10
2.1開發背景.........................................10
2.2高熵合金的特點...................................11
2.3高熵合金之研究...................................12
3本研究的目的........................................14
3、實驗步驟.......................................................15
1合金組成.......................................................15
2合金製備............................................15
3試片熱處理..........................................15
4微結構觀察..........................................16
4.1掃描式電子顯微鏡.................................16
5 X射線繞射分析......................................17
6 熱分析.............................................17
7 硬度量測...........................................17
4、結果與討論............................................22
1鑄錠晶體結構分析....................................22
1.1 AlxCoCrCu0.5FeNi高熵合金........................22
1.2 AlCoyCrCu0.5FeNi高熵合金........................22
1.3 AlCoCrzCu0.5FeNi高熵合金........................23
1.4 AlCoCrCu0.5FevNi高熵合金........................23
1.5 AlCoCrCu0.5FeNiw高熵合金........................23
1.6 各元素變量對晶體結構的影響......................24
2鑄錠微結構及成份分析................................31
2.1 AlxCoCrCu0.5FeNi高熵合金........................31
2.2 AlCoyCrCu0.5FeNi高熵合金........................38
2.3 AlCoCrzCu0.5FeNi高熵合金........................44
2.4 AlCoCrCu0.5FevNi高熵合金........................50
2.5 AlCoCrCu0.5FeNiw高熵合金........................56
3熱處理試片晶體結構及微結構分析......................65
4熱分析..............................................73
4.1 AlxCoCrCu0.5FeNi高熵合金........................73
4.2 AlCoyCrCu0.5FeNi高熵合金........................76
4.3 AlCoCrzCu0.5FeNi高熵合金........................79
4.4 AlCoCrCu0.5FevNi高熵合金........................82
4.5 AlCoCrCu0.5FeNiw高熵合金........................84
5維氏硬度量測........................................88
6各元素促進晶體結構形成能力..........................91
6.1 FCC型元素.......................................91
6.2 BCC型元素.......................................92
6.3 中性元素........................................94
6.4 當量數對晶體結構的影響..........................94
5、 相圖的基本架構.......................................99
6、 結論................................................105
7、 參考文獻............................................108

                                

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