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相图测定的三大难题

相图测定的三大难题
相图对于材料科学研究者来说非常重要,他们可以根据相图来设计新的合金,得到相关热力学参数。

相图的测定却是一个十分繁杂的工作。

在相图测定中,原料的纯度、实验方法和检测手段的精度以及是否达到真正的平衡是主要的三大难点。

(1)原料的纯度
原料的纯度在相图的测定中,如果得不到保证,那么会引入新的杂质元素,而这些杂质元素可能会与合金元素反应,带入新的相,改变了材料的结构和性能,从而会是测得的相图与理论上的相图有出入。

而后面根据该相图设计合金成分,查看热力学参数时,都会引入相应误差。

(2)实验方法和检测手段的精度
相图的测定中,需要用到很多检测手段,例如OM(金相显微镜)、XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电镜)、DSC(差示扫描量热法)、EPMA(电子探针)等等手段。

而在前期制备样品时用的退火的炉子,测定元素含量的ICP(等离子光谱)分析方法等,如果有一项的精度不够,则会使后续整个测量产生误差甚至错误。

但是目前的这些手段的精度相对于十几年前有了很大提高,所以这个对于现在的相图测定来说,并不是十分突显。

(3)是否达到真正的平衡
测相图时,所测得的都是平衡态下合金的组织,但是怎么判断是否达到了真正意义上的平衡,确实很难把握,有些合金退火几小时、几天甚至几个月的都有,时间越长,越接近平衡态。

如果所测组织为非平衡态的,那么整个测的相图就是错误的所以,在相图的测定工作中,以上三点要引起特别重视。

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