Fe-Co合金晶格参量、原子磁矩及比热特性的价键理论分析

0-75at％Co的Fe-Co合金,具有一系列的物理性质。运用新建立起来的固溶体综合理论,对此作出了较为满意的解释。原子态主要受最近邻〈F.N.N〉原子的影响。设i元素的原子状态以F.N.N中溶质原子个数j标记,则j特征原子态特征参量可表为Q_(ij);相应的状态浓度为c_(ij),它服从随机分布规律: c_(1j)=(j!/(J-j)!j!)(1-c)~(J-j+1)c~j c_(2j)=(j!/(J-j)!j!)(1-c)~(J-j)c~j合金相应的平均参量Q=∑c_(ij)Q_(ij)称之为特征参量相加定律。根据Fe-Co合金实验规律,并利用上述定律,确定了Fe,Co原子的特征态以及与之相应的特征参量;再代入同一公式,算出了无序合金α-c,m-c理论曲线。认为有序化过程中,各特征原子态的价电子结构不变,只是状态浓度发生变化,导致合金性质改变。利用有序度的概念,以及根据统计学观点,导出了Fe,Co特征原子态浓度计算式: c_(Fsj)=(J!/(J-j)!j!){(1/2)(c+η/2)(1-c+η/2)~(j-i)(c-η/2)~j+(1/2)(c-η/2)~(j+J)(1-c-η/2)~(J-j)} c_(Coj)=(J!/(J-j)!j!){(1/2)(1-c-η/2)(c-η/2)~j(1-c+η/2)~(J-j) +(1/2)(1-c+η/2)(c+η/2)~(J-j)}计算结果,最大有序度合金与无序合金的α-c曲线在38at％Co处相交,这与实验结果极为一致;有序合金的平均原子磁矩均比无序的大,亦与实验规律相吻合。将特征参量相加定律应用于合金平均结合能E_c计算中,对该合金比热特性作出了解释。计算结果表明,有序→无序转变,是结合能高〈即努阱深〉的态向势阱浅的态之转变过程,从而,出现正常比热峰;正常比热峰温度T_(NS)-C曲线与E_c-c理论曲线有类似的变化规律,说明T_(NS)高低应由有序合金结合能决定。当加热有序合金至一特定温度T_(as)时,发生部分有序→无序转变,这是势阱很深的态向势阱浅的态之转变过程,需要很高的激活能,出现正的反常峰;当加热无序合金时,情况将与上述相反,故将出现负的反常峰。此外,认为相互转变的两态间特征结合能差值愈小,则激活能愈小,转变量愈大,比热峰愈高。以此解释了反常比热峰温度T_(as)以及峰高与Co含量的关系。     

磁场烧结硬质合金强化机理研究

将磁场烧结新工艺以及常规烧结工艺制备的两类WC-Co硬质合金样品,进行电解腐蚀后,采用X射线衍射技术,对其粘结相中的C,W含量以及马氏体相对含量进行了测定。发现:磁场烧结合金粘结相中溶入的C,W原子较少,而其粘结相内马氏体含量较高。分析认为:主要由于均匀磁场的存在,使高温顺磁Co原子间交换耦合加强,妨碍了C,W原子与Co的结合,从而,溶解度降低。其效果是,改善了粘结相的润湿性和流动性,促进合金致密化,降低WC间邻接度;另一方面,使WC颗粒保持较锐利的棱角。这是磁场烧结提高合金性能的重要原因。