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摘要:工程应用中对高性能构件的技术要求越来越高,经常需要把性能差异较大的异种材料,如金属和陶瓷,连接在一起,而传统的熔化焊往往难以实现该目标。作为一种新颖的固相焊接技术,扩散焊可使两个被焊接零件的结合表面在高温和加压的条件下紧密粘结在一起。该方法可以直接连接同种或异种材料,也可在待焊工件之间加入中间层。该方法的优点在于不会引起零件的宏观变形、熔化且接头质量好。如今,扩散焊作为一种固相焊接技术,已成为焊接领域的研究热点,正在飞速发展。本论文选择了在扩散焊应用广泛的三类合金体系,即fcc_Al Ni-X(X=Ge、Ti和V),bcc_A2Cu-Mn-Al和Fe-Si-Al合金作为研究对象。制备一系列的扩散偶,采用电子探针技术测定相应的成分-距离曲线,并基于Boltzmann-Matano和Kirkaldy-Matano方法分别计算了二元和三元合金的互扩散系数。在所测定的互扩散系数的基础上,综合文献中的实验信息,采用DICTRA (Diffusion Controlled TRAnsformation)软件评估了目标体系各相的原子移动性参数,从而建立相应的扩散动力学数据库。最后,基于所建立的数据库以及文献报道的热力学数据库,对相应体系的各种扩散性质进行计算和模拟,以验证所建立的扩散动力学数据库。本工作所取得的主要创新点如下:(1)实验测定了fcc_Al Ni-X (X=Ge、Ti和V)的互扩散系数,耦合第一性原理、半经验公式和CALPHAD方法得到了目标体系的自扩散系数,通过DICTRA软件建立了精准的动力学数据库。(2)采用扩散偶法,测定了Cu-Mn-Al体系bcc_A2相的互扩散系数,通过DICTRA建立了Cu, Mn和Al在Cu-Mn-Al体系bcc_A2相的原子移动性参数。(3)分别采用单相/两相扩散偶法测定了Fe-Si和Fe-Si-Al体系bcc有序相和无序相的扩散行为,通过DICTRA建立了目标体系无序相的动力学数据库,为接下来的有序相研究打下基础。本工作有图46幅,表17个,参考文献97篇。