Al-Si和Al-Si-Sc合金晶体-熔体界面能的各向异性

来源期刊：稀有金属材料与工程2017年第6期

论文作者：王涛 陈晓华 王自东

文章页码：1566 - 1571

关键词：Al-Si合金;Al-Si-Sc合金;界面能各向异性;聚焦离子束(FIB)切割技术;

摘    要：平衡液滴法（equilibrium shape measurement）是一种确定晶体-熔体界面能各向异性参数的有效方法。利用平衡液滴法测量单相固体中夹带的平衡液滴的形状,得到了Al-Si和Al-Si-Sc合金的界面能各向异性参数计算值。通过定向凝固方法制备Al-2%Si和Al-2%Si-0.2%Sc（质量分数,下同）合金杆状试样,使用光学显微镜表征Al-2%Si和Al-2%Si-0.2%Sc合金内部液滴手工连续磨样抛光后多个二维截面形状,计算了二维界面能各向异性参数的大小。利用聚焦离子束（focused ion beam,FIB）技术连续切割了Al-2%Si合金内部液滴,并用Image-J软件重构液滴三维形状,获得了三维界面能各向异性参数值（ε₁=0.0795,ε₂=–0.0056）,并且绘制了三维界面能分布和界面刚度的分布图。在此基础上,讨论了平衡温度和Sc元素对界面能各向异性参数的影响。结果表明,对于Al-Si合金,平衡温度为595℃时液滴成分为Al-10.12%Si,金属液中的初生α-Al具有大小为0.0202的界面能各向异性值,而对于Al-Si-Sc合金,平衡温度为595℃时液滴成分为Al-10.08%Si-0.11%Sc（质量分数）,金属液中的初生α-Al具有大小为0.0193的界面能各向异性值。