Co-Sb合金定向凝固组织与相选择

金属学报, 2013, 49(6): 682-688. doi: 10.3724/SP.J.1037.2012.00735

Co-Sb合金定向凝固组织与相选择

孙洪元 ^1, , 李双明 ^2, , 冯松科 ^3, , 傅恒志 ^4,

1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

3.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

4.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安,710072

基金项目: National Natural Science Foundation of China(.50971101 and 51074127) 国家自然科学基金项目50971101和51074127资助

关键词： Co-Sb合金 , 定向凝固 , 包晶 , 组织 , 热电材料 , CoSb3

MICROSTRUCTURE AND PHASE SELECTION IN DIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF Co-Sb ALLOY

Keywords： Co-Sb alloy , directional solidification , peritectic , microstructure , thermoelectric material , CoSb3

对Co-93.0％Sb(质量分数)合金进行了Bridgman定向凝固和激光快速凝固实验,利用XRD,SEM和EDS分析了合金凝固组织中的相组成和成分分布.结果表明,在Bridgman定向凝固速率为2和5μm/s时,合金凝固组织只有CoSb3和Sb 2相；而当凝固速率为20,50,100和500 μm/s时,组织由初生相CoSb2,包晶相CoSb3和Sb相组成,凝固组织中CoSb3体积分数随凝固速率的增加而减少.激光快速凝固方法中,当扫描速率为5 mm/s时,组织有CoSb2,CoSb3和Sb 3相；而当扫描速率增大到10,20和50 mm/s时,包晶相CoSb3取代初生相CoSb2直接析出,合金凝固组织只有CoSb3和Sb 2相,根据凝固理论计算得出,包晶相直接析出的临界速率为7.61 mm/s,与实验结果相吻合.另外,低定向凝固速率2-5 μm/s下获得CoSb3是因为有足够的凝固时间促进包晶反应进行,而激光快速凝固下,凝固速率大于10 mm/s时,CoSb3是通过液相直接凝固获得的.要获得大体积分数的CoSb3相,需采用较低的定向凝固速率.

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