十元奈米高熵合金鑄造微結構及特性分析｜國立清華大學博碩士論文庫

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	張家維 Chia-Wei Chang
論文名稱：	十元奈米高熵合金鑄造微結構及特性分析 Microstructure and Properties of As-Cast 10-component nanostructured AlCoCrCuFeMoNiTiVZr High-Entropy Alloy
指導教授：	陳瑞凱 Swe-Kai Chen 徐統 Tung Hsu
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：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	107
中文關鍵詞：	奈米、高熵、電阻、硬度、微結構
相關次數：	點閱：66 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

本研究首度針對AlCoCrCuFeMoxNiTiVZr (x = 0.2~1)十元等莫耳及非等莫耳高熵合金鑄造態之微結構硬度與凝固動力學進行探討。為了瞭解Ti與V對合金硬度的影響也進行了分別不含Mo與Cu的九元等莫耳高熵合金及不含Mo、Ti八元及不含Mo、Ti、V七元等莫耳高熵合金的相關研究。同時，為了瞭解電子在十元等莫耳高熵合金中與晶格的相互作用，也做了6.6 K至室溫的電阻量測實驗。
研究顯示，七元至十元鑄造態奈米高熵合金的微結構主要是樹枝相與樹枝間相，並分別由BCC結構與FCC結構所組成。樹枝相至多有三個BCC相，樹枝間相至多有二個FCC相。
鑄造態等莫耳十元高熵合金的硬度最高，約900 Hv。不含Mo、Ti八元高熵合金與不含Mo、Ti、V七元高熵合金在壓痕外觀上有滑移帶(slip band)，呈現塑性變形。高硬度值與BCC基地相的存在有關。而Ti元素對合金硬度有很大的影響。高熵合金鑄造組織各相凝固的順序與成分元素的熔點有關。
鑄造態十元等莫耳高熵合金在溫度6.6 K時電阻率為415 ± 15 mΩ-cm，電阻率隨著溫度上升而緩降。在溫度80 K時電阻率為394 ± 15 mΩ-cm。在溫度188 K時電阻率最小(383 ± 15 mΩ-cm)。在溫度為293 K時電阻率為393 ± 15 mΩ-cm。電阻率的最小值發生在188 K。電阻率從溫度80至293 K時幾乎為定值390 ± 15 mΩ-cm，電阻溫度係數小，為3.8 x 10-4 ℃-1。

致謝......................................................Ⅰ
摘要......................................................Ⅱ
目錄......................................................Ⅲ圖目錄....................................................Ⅵ
表目錄....................................................Ⅹ
1、前言....................................................1
1.1 背景...................................................1
1.2 研究動機及目的.........................................2
2、文獻回顧................................................3
    2.1 非晶質合金.........................................3
       2.1.1非晶質合金概述.................................3
       2.1.2非晶質合金的製備方法...........................3
    2.1.3非晶質合金的優越特性........................4
    2.2 奈米合金...........................................5
       2.2.1 奈米合金的發展................................5
       2.2.2 奈米合金的製程方法............................5
       2.2.3 奈米合金的優越特性............................6
    2.3 奈米高熵合金......................................11
       2.3.1 奈米高熵合金的開發背景.......................11
       2.3.2 奈米高熵合金的特點 ..........................13
       2.3.3 奈米高熵合金的研究...........................15
       2.3.4 本研究之目的.................................16
 3、實驗步驟..............................................19
3.1 合金組成..............................................19
3.2 合金製備..............................................19
3.3 硬度量測..............................................19
3.3.1 維式硬度............................................19
3.3.2 微硬度..............................................19
3.4 密度量測..............................................20
3.5 從室溫到低溫電阻量測..................................20
3.5.1電阻量測樣品製備.....................................20
3.5.2溫度控制.............................................20
3.5.3電阻量測.............................................20
3.6 X-ray繞射分析.........................................20
3.7 微結構觀察............................................21
3.7.1 光學顯微鏡..........................................21
       3.7.2 掃描式電子顯微鏡.............................21
       3.7.3 穿透式電子顯微鏡.............................21
4、結果與討論.............................................27
4.1 微結構分析............................................27
       4.1.1 AlCoCrCuFeMoNiTiVZr (Mo-1)十元高熵合金.......27
4.1.2 AlCoCrCuFeMo0.5NiTiVZr (Mo-0.5)十元高熵合金.........47
       4.1.3 AlCoCrCuFeMo0.2NiTiVZr (Mo-0.2)十元高熵合金..54
       4.1.4 AlCoCrCuFeNiTiVZr不含Mo九元高熵合金..........59
4.1.5 AlCoCrCuFeNiVZr不含Mo、Ti八元高熵合金...............68
4.1.6 AlCoCrCuFeNiZr不含Mo、Ti、V七元高熵合金.............75
4.1.7 AlCoCrFeMoNiTiVZr不含Cu九元高熵合金.................82
4.2 高熵合金之特性分析....................................92
       4.2.1 硬度與壓痕分析...............................92
       4.2.2 密度量測.....................................97
       4.2.3 十元高熵合金室溫到低溫電阻率.................98
5、結論..................................................103
5.1 鑄造微結構...........................................103
5.2 硬度及塑性變形.......................................103
5.3 凝固動力學...........................................103
5.4 室溫至低溫的電阻率...................................104
6、參考文獻..............................................105
附錄1:十元高熵合金中任兩種元素所形成的金屬間化合物及其最高溫度.......................................................108
附錄2:十元高熵合金中任兩種元素的混合焓...................111

                                

1. A. Inoue, K. Kita, T. Masumoto, K. Ohtera, Japanese Journal of Applied Physics Part 2-Letters, 27, 1796-1799 (1998).
2. A. Inoue, K. Kita, T. Masumoto, T. Zhang, Materials Transactions, JIM, 30, 722-725 (1989).
3. A. Inoue-A, T. Zhang, T. Masumoto, Materials Transactions, JIM, 31, 177-183 (1999).
4. A. Inoue, T. Masumoto, U.S. Patent No. 5,032,196, Japanese Patent 07-122120.
5. A. Peker, W. L. Johnson, Applied Physics Letters, 63, 2342-2344 (1993).
6. A. Inoue, T. Zhang, K. Ohba, T. Shibata, Materials Transactions, JIM, 36, 876-878 (1995).
7. A. Inoue, J. S. Gook, Materials Transactions, JIM, 36, 1282-1285 (1995).
8. A. Inoue, N. Nishiyama, T. Matsuda, Materials Transactions, JIM, 37, 181-184 (1996).
9. Y. He, T. D. Shen, R. B. Schwarz, Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science, 29, 1795-1804 (1998).
10. T. Zhang, A. Inoue, Materials Transactions, JIM, 39, 1001-1006 (1998).
11. A. Inoue, T. Zhang, Materials Transactions, JIM, 31, 177-183 (1999).
12. A. Inoue, T. Zhang, A. Takeuchi, Applied Physics Letters, 71, 464-466 (1997).
13. A. Inoue, T. Nakamura, N. Nishiyama, T. Masumoto, Materials Transactions, JIM, 33, 937-945 (1992).
14. A. Inoue, T. Nakamura, T. Sugita, T. Zhang, T. Masumoto, Materials Transactions, JIM, 34, 351-358 (1993).
15. A. Inoue, T. Zhang, Materials Transactions, JIM, 37, 185-187 (1996).
16. A. Inoue, N. Nishiyama, H. Kimura, Materials Transactions, JIM, 38, 179-183 (1997).
17. A. Inoue, Bulk Amorphous Alloys, 2, Trans. Tech. Publications, Zurich, 28 (1999).
18. A. Inoue, N. Nishiyama, Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing, 226, Jun., 401-405 (1997).
19. D. V. Louzguine, A. Inoue, Materials Letters, 39, 211-214 (1999).
20. L. Q. Xing, C. Bertrand, J. P. Dallas, M. Cornet, Materials Science and Engineering, A214, 216-225 (1998).
21. 黃國雄,“等莫耳比多元合金系統之研究”, 國立清華大學碩士論文 (1996)。
22. 賴高廷,“高亂度合金微結構及性質探討”, 國立清華大學碩士論文 (1998)。
23. 許雲翔,“以FCC及BCC元素為劃分配製等莫耳多元合金系統之研究”, 國立清華大學碩士論文 (2000)。
24. 洪育德,“Cu-Ni-Al-Co-Cr-Fe-Si-Ti高亂度合金之探討”, 國立清華大學碩士論文 (2001)。
25. P. Duwes, Trans. Am. Soc. Metals, 60, 607 (1967).
26. 程天一，快速凝固技術與新型合金，宇航出版社，北京 (1990)。
27. H. S. Chen, H. J. Leamy and C. E. Miller, Annual Review of Materials Science, 10, 363-391 (1980).
28. B. B. Prasad, T. R. Anantharaman, A. K. Bhatnagar, D. Ganesan and R. Jagannathan, Journal of Non-crystalline Solids, 61-2, Jan., 391-395 (1984).
29. R. Carlisle and H. Ben, Standard Handbook of Machine Design, 58, 24-30 (1986).
30. H. Jones, Rapid Solidification of Metals and Alloys, Institute of Metallurgists, London (1982).
31. F. G. Yost, Journal of Materials Science, 16, 3039-3044 (1981).
32. P. Haasen, Metallic Glasses, Journal of Non-Crystalline Solids, 56, 1-3, 191-199 (1983).
33. 川合知二，圖解奈米科技，工業技術研究院奈米科技研發中心，新竹 (2002)。
34. T. Lyman, Editor, ASM Metals Handbook, 8th ed., Vol. 8, Metallography Structures and Phase Diagrams, Metals Park, Ohio (1973).
35. 徐統，未發表的研究。
36. L. Samuel, ASME Handbook of Metals Properties, McGraw-Hill, New York (1980).
37. H. Lawrence, Elements of Materials Science and Engineering, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, pp. 481-489 (1996).
38. J. Kondo, Solid State Physics, 23, 184 (1969).
39. C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 682 (1997).
40. C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 39 (1997).
41. P. K. Huang, J. W. Yeh, T. T. Shun, S. K. Chen, Advanced Engineering Materials, 6, 74-78 (2004).
42. C. Y. Hsu, J. W. Yeh, S. K. Chen, T. T. Shun, Metallurical and Materials Transations, A35, 1465-1469 (2004).

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期本全文未授權公開 (國家圖書館：臺灣博碩士論文系統)

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文