调幅分解对难混溶体系壳-核组织形成作用机制实时观测研究

难混溶合金具有重要的工业用途。近年来发现在不混溶区可获得壳-核结构为其应用拓展了新的空间，但壳-核结构的形成能力与机制还不清楚。已有的研究发现壳-核结构容易在临界成分点附近形成，考虑到该范围调幅分解和形核是新相形成的方式，因此调幅分解对壳-核组织的形成机制亟待澄清。为解决相分离初期调幅分解与形核两种方式的不同动力学作用机制及规律采用不透明金属体系无法揭示的缺点，本项目以SCN-H2O透明模型合金为研究对象，在施加温度梯度的条件下，选用宽广的成分范围，实现调幅分解及形核两种相分离过程，进行实时观测和记录，探讨调幅分解及形核对第二液相形成的作用，阐明两种方式下第二相在相同温度场中的迁移行为，澄清不同小体积分数相对于成为核或壳的关系，探讨两层或多层壳-核组织的形成规律，并与金属体系的相分离组织进行比较，系统揭示壳-核结构组织的形成机制，为设计具有特定组织结构的材料提供理论依据。

本项目以近年来发现在偏晶体系不混溶区可获得壳-核结构，但其形成能力与机制还不清楚的前提下，基于不混溶区内新相形成两种方式对相分离过程的不同动力学作用，开展了调幅分解和形核对难混溶体系壳-核组织形成作用机制实时观测研究。主要开展的工作有：1）设计了可以实现并能够进行在有/无温度梯度条件下实时观测透明不混溶体系调幅分解和形核两种过程的实验装置；2）在无温度梯度条件下，采用不同成分的体系，实现了调幅分解和形核两种过程，发现形成相同大小的第二相液滴，调幅分解需要时间约为形核的1/3，揭示了临界成分处易形成壳-核结构的本质；3）在有温度的条件下，研究了相分离过程，发现调幅分解更利于壳-核组织及多层条带组织的形成；4）研究了金属不混溶体系的壳-核结构及条带组织形成能力随成分的变化关系，发现表面张力小的一相易形成壳，说明了表/界面张力对于壳层选择的决定性作用。. 以上研究内容系统揭示了调幅分解和形核两种方式对于壳-核结构组织的不同作用机制。在国内外学术刊物上发表学术论文11篇，会议论文2篇，被SCI收录10篇次，EI收录8篇次，申请国家发明专利2项，培养在研博士研究生1名，硕士研究生3名。