申请/专利权人：有研工程技术研究院有限公司

申请日：2023-12-07

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117871334A

主分类号：G01N13/00

分类号：G01N13/00;G01N21/84;G01N23/2251;G01N23/20091

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开了一种高熔点金属在低熔点金属熔体中溶解扩散的定量表征方法，扩散偶包括高熔点金属棒芯体、低熔点金属棒、以及耐热包壳，高熔点金属棒芯体与固定孔、深孔均紧密嵌套设置，通过耐热包壳结构和紧密嵌套结构同时实现了高熔点金属的定位和防止熔体氧化的目的，使得扩散试验无需采用复杂的熔体保护措施，而且选择普通马弗炉就能进行。本发明规范了溶解扩散行为三个重要参数——界面迁移速率v、扩散距离L和互扩散系数的表征方法，测试方法和操作都很简单，无需使用十分复杂的设备，且具有普适性，有利于高熔点金属在低熔点金属熔体中溶解扩散行为研究的标准化，便于不同实验结果的对比分析。

主权项：1.一种高熔点金属在低熔点金属熔体中溶解扩散的定量表征方法，其特征在于，包括以下步骤：1制备扩散偶：所述扩散偶包括直径为d0的高熔点金属棒芯体、包覆在高熔点金属棒芯体外的低熔点金属棒、以及包覆在低熔点金属棒外的耐热包壳，所述耐热包壳的内径为D0；2熔融扩散：将步骤1制备的扩散偶加热到温度T，保温时间为t，达到保温时间t后迅速冷却；所述温度T＞所述低熔点金属的熔点；3计算界面迁移速率v：将步骤2冷却后的扩散偶从高度方向的中部垂直于高度方向切样，采用光学或电子显微镜进行观察，测量熔融扩散后高熔点金属棒直径d1，并按下式计算界面迁移速率v：v＝d0-d12t；4计算扩散距离L：a.测绘高熔点金属在低熔点金属中的“浓度-距离”曲线，所述浓度为测量点高熔点金属的质量或体积浓度；所述距离为测量点与高熔点金属浓度最高处临界点L1之间的距离，所述临界点L1为最高浓度区与浓度开始下降处的交界点；将所述“浓度-距离”曲线上高熔点金属浓度开始降为0的临界点称为L0，所述临界点L0为浓度非零区与浓度零区的交界点，L0与L1之间的距离用Ls来表示；当距离最远处的浓度大于零时，取Ls＝D0-d12，所述距离最远处为扩散偶边缘；b.按照下式计算扩散距离L：L＝Ls-d0-d12；5通过Boltzmann-Matano方法计算互扩散系数c.将“浓度-距离”曲线中的浓度用体积浓度C来表示，对曲线上的点进行拟合，获得“体积浓度-距离”曲线的函数表达式，即C＝fx，其中x表示测量点与L1的距离；d.确定Matano平面位置xm，所述Matano平面两侧高熔点金属元素的扩散通量相等，方向相反，扩散净通量为零；e.根据Boltzmann-Matano公式求浓度为C1处的互扩散系数计算公式如下：

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