金屬及合金的表面張力作者簡介

袁章福，畢業(yè)于北京科技大學，博士學位，“百人計劃“杰出人才，現(xiàn)任中國科學院過程工程研究所研究員、博士生導師。研究方向為鈦資源綜合利用、空問微重力材料科學、化工冶金噴槍及反應器的研制。

《金屬及合金的表面張力》以金屬及合金的表面張力為核心，概述了純金屬的表面張力與其他物理參數(shù)的關(guān)系，對各種表面張力測量方法進行了比較和展望。在國內(nèi)首次全面總結(jié)了迄今有關(guān)黑色金屬、有色金屬(輕金屬和重金屬)、貴金屬、稀有金屬、稀土金屬和稀散金屬及其合金的表面張力數(shù)據(jù)。歸納了硅液表面張力與其溫度系數(shù)的測量及其合金元素的影響，分析了硅液中的Marangoni對流，并討論了測量系統(tǒng)氧氣分壓的控制和對硅液表面張力以及溫度系數(shù)的影響。報道了關(guān)于錫、鉍熔體表面張力的測量研究結(jié)果及其二元合金的模擬計算方法。

前言

第l章 純金屬表面張力的一般特性

1．1 概述

1．2 純金屬表面張力與其他物理參數(shù)的關(guān)系

參考文獻

第2章 金屬表面張力的測定方法

2．1 最大泡壓法和液滴中的最大壓力法

2．2 毛細管上升法

2．3 滴外形法

2．3．1 靜滴法

2．3．2 懸滴法

2．4 滴重法

2．5 脫離或最大拉力法

2．6 電磁懸浮法

2．7 測量熔體表面張力的影響因素

2．8 各種表面張力測量方法的比較與選擇

參考文獻

第3章 黑色金屬的表面張力

3．1 鐵Fe

3．2 錳Mn

3．3 鉻Cr

參考文獻

第4章 有色金屬的表面張力

4．1 輕金屬

4．1．1 鋁Al

4．1．2 鎂Mg

4．2 重金屬

4．2．1 銅Cu

4．2．2 鉛Pb

4．2．3 鋅Zn

4．2．4 鎳Ni

4．2．5 鈷Co

4．2．6 銻Sb

4．2．7 汞Hg

參考文獻

第5章 貴金屬、稀有金屬、稀土金屬及稀散金屬的表面張力

5．1 貴金屬的表面張力

5．1．1 金Au

5．1．2 銀Ag

5．1．3 鉑Pt

5．1．4 鈀Pd

5．1．5 鋨Os

5．1．6 銥Ir

5．1．7 釕Ru

5．1．8 銠Rh

5．2 稀有金屬的表面張力

5．2．1 鋰Li

5．2．2 鈹Be

5．2．3 鈮Nb

5．2．4 鉭Ta

5．2．5 鋯Zr

5．2．6 鉿Hf

5．2．7 鎢W

5．2．8 鉬Mo

5．2．9 鈦Ti

5．2．10 釩V

5．2．11 鈾U

5．2．12 釷Th

5．3 稀土金屬的表面張力

5．3．1 鑭La

5．3．2 鈰Ce

5．3．3 釹Nd

5．3．4 鐠Pr

5．3．5 釤Sm

5．3．6 銪Eu

5．3．7 釓Gd

5．3．8 鋱Tb

5．3．9 鈥Ho

5．3．10 鉺Er

5．3．11 鐿Yb

5．3．12 镥Lu

5．3．13 釔Y

5．3．14 鈧Sc

5．4 稀散金屬的表面張力

5．4．1 鎵Ga

5．4．2 銦In

5．4．3 鍺Ge

5．4．4 錸Re

5．4．5 鉈Tl

5．4．6 硒Se

5．4．7 碲Te

參考文獻

第6章 硅熔體表面張力的測量及其合金元素的影響

6．1 概述

6．2 表面性質(zhì)分析硅熔體的對流

6．3 熔融硅及其二元合金的表面張力及溫度系數(shù)

6．3．1 硅

6．3．2 硅 氧

6．3．3 硅 硼

6．3．4 硅 鈣

6．3．5 硅 鈷

6．3．6 硅 銅

6．3．7 硅 金

6．3．8 硅 鐵

6．3．9 硅 鎂

6．3．10 硅 錳

6．3．1l 硅 鉬

6．3．12 硅 鎳

6．3．13 硅 鈮

6．3．14 硅 鈀

6．3．15 硅 鉑

6．3．16 硅 銠

6．3．17 硅 鉭

6．3．18 硅 錫

6．3．19 硅 鈦

6．3．20 硅 鎢

6．3．21 硅 鋯

6．3．22 討論

6．4 不同氧分壓下熔融硅的表面張力與溫度系數(shù)”

6．4．1 溫度和氧分壓對表面張力的影響

6．4．2 PO2≤PSAtO2的情況

6．4．3 PO2>PsatO2的情況

6．4．4 小結(jié)

6．5 銻對熔融硅表面張力及溫度系數(shù)的影響

6．5．1 實驗裝置及步驟

6．5．2 測量系統(tǒng)的可靠性

6．5．3 銻的揮發(fā)現(xiàn)象

6．5．4 銻含量對熔融硅表面張力的影響

6．5．5 Si—Sb體系表面張力與銻含量的關(guān)系式

6．6 硼對熔融硅表面張力及溫度系數(shù)的影響

6．6．1 實驗裝置及方法

6．6．2 硼及其氧化物的揮發(fā)性

6．6．3 測量系統(tǒng)的可靠性

6．6．4 由BN基板引起的污染

6．6．5 硼含量對熔融硅表面張力及溫度系數(shù)的影響

6．7 碳對熔融硅表面張力及溫度系數(shù)的影響

6．7．1 碳對熔融硅表面張力的影響

6．7．2 熔融硅表面張力溫度系數(shù)與硅中碳含量的關(guān)系

6．8 熔融硅與不同基板的潤濕性和反應性

6．8．1 實驗方法與步驟

6．8．2 熔融硅與不同基板的接觸角

6．8．3 硅/氧化物(SiO2、MgO和Al2O3)

6．8．4 硅/氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)

6．8．5 硅/氮化硼(BN)

6．8．6熔融金屬與固體氧化物的潤濕性

6．9 二氧化硅在熔融硅表面的局部熔損

6．9．1 實驗方法與裝置

6．9．2 局部熔損過程中熔融硅液的運動特征

6．9．3 二氧化硅局部熔損的影響因素

6．9．4 硅與二氧化硅反應的熱力學

6．9．5 渣與金屬界面上的Marangoni對流引起的局部熔損

6．9．6 長方體棒在局部熔損過程中的形狀變化

參考文獻

第7章 錫、鉍熔體表面張力的研究及其二元合金的模擬計算

7．1 概述

7．2 錫Sn

7．2．1 熔融錫表面張力報道值的匯總分析

7．2．2 熔融錫的表面張力與溫度和氧分壓的依賴關(guān)系

7．2．3 氧分壓對表面張力的溫度系數(shù)的影響

7．2．4 氧在氬氣氛中和錫表面的行為

7．2．5 小結(jié)

7．3 鉍Bi

7．3．1 熔融鉍的表面張力

7．3．2 鉍金屬氣一液一固體系的熱力學分析

7．3．3 鉍表面張力對氧分壓的依賴關(guān)系

7．3．4 氧在氬氣氛和鉍表面張力中的行為

7．3．5 熔體表面張力測量中的熔滴形狀

7．3．6 小結(jié)

7．4 錫鉍二元合金表面張力的模擬計算

7．4．1 二元體系表面張力模擬計算的基本原理

7．4．2 錫鉍二元合金表面張力的測量結(jié)果及分析

7．4．3 錫鉍二元合金表面張力的計算結(jié)果及分析

7．4．4 小結(jié)

參考文獻

自20世紀70年代初Benjamin用高能球磨的方法制備出氧化物彌散強化合金以后,Yermakov和Koch在80年代發(fā)現(xiàn)可以用這種被稱為機械合金化(MechanicalAlloying)的方法來制造非晶相和納米相,隨后人們發(fā)現(xiàn)機械合金化可以打破相圖的規(guī)限,制造多元素的過飽和固溶合金,從此,機械合金化成為制備新材料的一種新方法。

人們已經(jīng)用它成功地制備出非晶、納米晶、金屬間化合物、金屬基復合材料、彌散強化材料、高溫材料、磁性材料、過飽和固溶體等多種新型合金。近年來諸多重要的國際學術(shù)會議已將機械合金化列為會議專題,日益受到國際材料學界的重視。

本手冊分三大部分共二十六章，涵蓋了我國現(xiàn)行、常用金屬及其合金的品種和規(guī)格。主要內(nèi)容分為基本知識、黑色金屬及其合金材料和有色金屬及其合金材料三部分。

第一部分 金屬及其合金材料基本知識

一、標準代號和常用數(shù)據(jù)

（一）技術(shù)標準種類及其代號

（二）常用數(shù)據(jù)

（三）鋼鐵及其合金材料代號與標記

二、黑色金屬及其合金材料基本知識

（一）鐵（生鐵和鑄鐵）的分類

（二）鋼的分類

（三）鋼材（軋制成品）分類

（四）鋼鐵產(chǎn)品牌號表示法

三、有色（非鐵）金屬及其合金材料基本知識

（一）基本概念

（二）有色金屬及其合金的分類

（三）有色金屬及其合金材料牌號表示法

（四）有色金屬及其合金材料狀態(tài)和代號

（五）貴金屬和稀土產(chǎn)品牌號表示法

第二部分 黑色金屬及其合金材料

一、鑄鐵和鐵合金

（一）灰鑄鐵（GBTr 9439—1988）

（二）可鍛鑄鐵（GB/T 9440—1988）

（三）球墨鑄鐵（GB/T 1348—1988）

（四）中錳抗磨球墨鑄鐵（YB 036．2—1992）

（五）耐磨鑄鐵（YB 036．2—1992）

（六）蠕墨鑄鐵（JB 4403—1987）

（七）耐熱鑄鐵（YB 036．2—1992）

（八）抗磨白口鑄鐵（YB 036．2—1992）

（九）硅鐵（GB/T 227—1987）

（十）錳鐵（GB/T 3795—1996）

（十一）錳硅合金（GB/T 4008—1996）

（十二）硼鐵（（3-B/T 5682—1995）

（十三）稀土硅鐵合金（GB/T 4137一1993）

二、鑄鋼和鍛鋼

（一）一般工程用鑄造碳鋼（GB/T 11352—1989）

（二）焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件（GB/T 7659—1987）

（三）高錳鋼鑄件（YB 036．4—1992）

（四）合金鋼鑄件（JB/ZQ 4297—1986）

（五）耐熱鋼鑄件（GB/T 8492一1987）

（六）鍛制圓鋼和方鋼（GB/T 908—1987）

（七）鍛制扁鋼（GB/T 16761—1997）

（八）鍛件用結(jié)構(gòu)鋼牌號和力學性能（GB/T 17107—1997）

（九）塑料模具鋼模塊（YB 129—1997）

三、機械、電器制造用結(jié)構(gòu)鋼

（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/T～700—1988）

（二）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（（3-BEr 699—1999）

（三）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 1591—1994）

（四）合金結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 3077—1999）

（五）低淬透性含鈦優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（YB 2009—1981）

（六）深沖用優(yōu)質(zhì)碳素鋼（GB/T163一1986）

（七）易切削結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 873l一1988）

（八）保證淬透性結(jié)構(gòu)鋼（（3B/T 5216一1985）

（九）非調(diào)質(zhì)機械結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 15712—1995）

（十）高耐候性結(jié)構(gòu)鋼（（3-B/T 4171—2000）

（十一）船體用結(jié)構(gòu)鋼（（G3/T 712—2000）

（十二）電焊錨鏈用鋼（YB 897—1985）

（十三）焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼（GB/T 4172—2000）

（十四）汽輪機葉片用鋼（GB/T 8732—1988）

（十五）彈簧鋼（GB/T 1222—1984）

（十六）冷鐓鋼（GB/T 6478—1986）

（十七）優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼冷拉鋼材（GB/T 3078—1994）

（十八）橋梁用結(jié)構(gòu)鋼（GB/T 714—2000）

四、工具鋼

……

第三部分 有色金屬及其合金材料

附錄