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在材料科学技术的不断发展的今天,材料基础领域的研究已经逐步成为了当今材料研究的一项重要内容。随着现代工业技术对于高性能材料的需求日益提高,众多的材料研究者已经将材料基础领域的研究与物理,化学,数学和计算机技术相结合,通过实验,计算,模拟的手段来探索和研发新的高性能材料。 本研究主要是对具有重要工业应用价值的三元Co基合金,Fe基合金,Ni基合金在扩散过程中的原子迁移率的研究。本研究所选取的三元合金体系有:Co-Cu-Cr,Fe-Cu-Cr,Ni-Cu-Si。基于工程应用的目的,本课题的意义在于完善Co基,Fe基,Ni基三元合金体系的动力学数据库,为研发高性能的新材料提供有效的原子扩散动力学信息。本研究以扩散实验数据为基础,结合体系的热力学方法,利用DICTRA软件耦合Co-Cu-Cr,Fe-Cu-Cr,Ni-Cu-Si三元合金体系中原子的扩散迁移率参数,完善Co基合金,Fe基合金,Ni基合金的动力学数据库。 本工作的主要研究方法是通过实验手段制作合金扩散偶,每组扩散偶的成分由不同含量的原子构成。经过实验所获得的扩散偶在一定的温度、时间等条件下经过扩散退火、切割和镶样,最后通过电子探针(EPMA)检测得到各组扩散偶的线扫描曲线。在实验数据处理阶段,需要对已经测定和报道的相关原子的热力学数据、原子移动性以及扩散系数等动力学数据进行整理和优化,优化后的数据将用于原子互扩散系数和原子移动性计算。 本论文在第一章介绍了DICTRA软件在计算扩散动力学问题上的一般方法;在第二章介绍了实验路线和步骤;在第三章、第四章和第五章中分别基于Co-Cu-Cr,Fe-Cu-Cr,Ni-Cu-Si三元合金系的扩散实验数据以及实验测量的扩散偶的浓度曲线,在CALPFAD框架下利用DICTRA软件分别对Co-Cu-Cr,Fe-Cu-Cr,Ni-Cu-Si三元合金fcc相的原子扩散迁移率参数进行了优化和计算。同时利用所获得的扩散数据计算模拟了扩散偶的浓度距离曲线和原子扩散通道,对比发现计算值和实验数据取得了良好的一致性,验证了所获得的原子扩散迁移率参数的准确性。