过热熔体的物性滞后性影响固态金属溶解规律的研究

合金熔体质量直接决定所制备和成形材料的性能，并一直是凝聚态物理和材料领域关注的热点之一。过热处理的合金熔体具有某种"遗传"行为，并会影响到其凝固后的显微组织和性能，已成为研究者的共识。然而熔体过热处理对材料熔化过程远没有获得广泛的重视和系统的研究。本申请拟探索过热纯Sn熔体的物性滞后性对固态Bi、Pb、Cu、Zn、Sb等金属的溶解微观机制、溶解宏观动力学、扩散系数等方面的影响及其作用机制，揭示固体金属在液态金属中的溶解与液态金属结构的相关性，为优化相关工艺过程或选择工艺参数提供科学与技术依据。另外，本申请项目还将从固态金属在过热处理的熔体中的溶解规律变化的角度，认识纯金属液态结构信息"遗传"到合金液态结构中的初步规律，进一步深化液态遗传效应研究的深度和广度，发展新的凝固技术原理和发展新的材料加工工艺方法提供参考。

合金熔体质量直接决定所制备和成形材料的性能，并是凝聚态物理和材料领域关注的热点之一。然而熔体过热处理对材料熔化过程没有获得广泛的重视和系统的研究。本研究项目基于纯Sn及其合金的液液结构转变，探索了熔体结构对固态金属溶解动力学、界面化合物生长等方面的影响，主要结果有：（1）熔体结构转变提高了固态金属的溶解速度、扩散系数，降低了溶解表观激活能；提高了固液界面化合物的生长激活能，抑制了其生长；Sn-Bi合金中Bi元素显著降低了Cu溶解和界面化合物生长的表观激活能，但Cu的溶解动力学、界面化合物生长与Bi的含量有关；（2）拓展了内耗技术用于原位、连续研究固液界面反应，探究了Cu在Sn-Bi合金熔体中溶解时界面反应遵循BoxLucas规律；（3）从过剩熵的角度分析了固态纯In在443K液态Ga中等温溶解规律，随着In的溶解，双体过剩熵在30at.%In时出现极大值，位移有序参数也在该成分点出现转折，液态Ga-In由“真实”液体转变为含有类固相团簇的液体。研究结果充分揭示了固体金属在液态金属中的溶解与液态金属结构的相关性，为优化相关工艺过程或选择工艺参数提供了科学与技术依据。初步认识了纯金属液态结构信息“遗传”到合金液态结构中的规律，深化了液态遗传效应研究的深度和广度。