合金的相分析

時間：2013-04-15 13:31:13 來源：作者：

        相分析是研究合金這類化學(xué)平衡體系中相的各種物理特性參數(shù)與決定體系平衡狀態(tài)的因素（如溫度、壓力、組分濃度）之間的關(guān)系，以闡明合金的化學(xué)性質(zhì)、熱處理工藝與材料性能之間的相互關(guān)系(見固態(tài)相變)。弄清這些關(guān)系和規(guī)律，對控制合金成分范圍、選擇熱處理工藝、探討合金化機(jī)理和故障分析將都具有重要意義（見金屬和合金的微觀分析）。
        相分析儀器研究合金中相的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、成分等方面所用儀器和綜合技術(shù)及其作用和鑒別能力示于下表[各種相分析儀器作用和鑒別能力]。
        相分析技術(shù) 合金的相分析技術(shù)可分為兩類，根據(jù)研究目的、任務(wù)和要求選擇：一為直接法，通過光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、 X射線衍射、電子探針、離子探針等對固體試樣直接進(jìn)行相分析，側(cè)重晶粒度、晶界、亞晶界、孿晶界等的形態(tài)研究，以及晶體結(jié)構(gòu)與缺陷(空位、位錯等)，擇優(yōu)取向等的結(jié)構(gòu)研究。一為提取法，利用合金的化學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)，先將目的相從試樣中提取出來再進(jìn)行分析。這種方法也稱為物理化學(xué)相分析、殘渣分析、濕法相分析、電化學(xué)相分析、元素狀態(tài)分析等。此法側(cè)重研究相的結(jié)構(gòu)類型、化學(xué)組成和數(shù)量。提取法與直接法相比有以下特點：①所研究的相是從一定宏觀體積樣品中取得，代表試樣“總體”；如取出物中的每一個相均包括各不同階段，基體不同部位析出的各種不同粒度的產(chǎn)物。②由于電解法除去了基體，目的相得到富集，從而使合金中含量甚少的相能進(jìn)行定量分析。因此,提取法所得各種分析結(jié)果,反映合金中各組分間相互作用的統(tǒng)計規(guī)律。
        提取法相分析包括以下內(nèi)容：①分解合金基體，選擇提取目的相；②對所提取出的混合相，用化學(xué)試劑溶解法進(jìn)行分離；③對混合相或單一相中的化學(xué)成分進(jìn)行定量分析；④對所提取或分離后的殘渣進(jìn)行Ｘ射線衍射結(jié)構(gòu)分析，或用金相法進(jìn)行相的形態(tài)分析。
        提取方法金屬和合金中相的提取,最有效的是電解法；主要依賴于電解質(zhì)溶液理論，電極過程極化和鈍化理論等物理化學(xué)原理。對提取出的混合相的分離，最有效的和常用的是化學(xué)試劑溶解法。雖然也有酸溶法，鹵素有機(jī)試劑法，但會破壞一些敏感的不穩(wěn)定相（如大多數(shù)金屬間化合物,FeC,MoC等）；鹵素有機(jī)試劑法只適于一些對酸不穩(wěn)定或易水解的化合物的提取。
        電解法是利用各種相的電化學(xué)性質(zhì)差別，通過外加電流分解基體而得到目的相。選擇合適電解液和外加電流密度，使試樣適當(dāng)極化，合金基體處于活化或過鈍化狀態(tài)而被電離；所需要提取的相則處在其低于穩(wěn)定電位狀態(tài)，或雖超過其穩(wěn)定電位，但又進(jìn)入陽極鈍化狀態(tài)不被電離，以不溶殘渣形式分離出來。如試樣所處電位超過基體或目的相的穩(wěn)定電位或過鈍化電位，但因兩者的極化差別較大，以致在一定電位范圍內(nèi)，基體被電離的速度大于目的相，因此，目的相仍可大致定量分離。
        目前,用提取法能提取出鋼和合金中以下第二相:①金屬間化物；γ[NiAl、Ni(Al,Ti)]，γ(NiNb)，η(NiTi),(MnCr、NiCrMn等)，(FeMo、NiNb)，Laves(FeTi、FeMo等)， X(Fe[kg2]Cr[kg2]Mo[kg2])。②碳化物；FeC,MC,M[kg2]C,MC,MC,MC等。③氮化物；TiN,[kg2]ZrN，NbN,BN,CrN,VN等。④硼化物；M(CB),MB,[kg2]MB。⑤硫化物；MnS,TiS,TiCS（又稱[kg2]Y[kg2]相）。⑥氧化物（包括氧化物、復(fù)雜氧化物及硅酸鹽）。

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