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李相伟高温合金研究部2010 硕士 2 班

形状的诱惑

背景 鱼儿在潭底中摆尾，海鸥在天空中翱翔——这是现今我们

的世界。宏观的、立体的、丰富多彩的。

但对材料人而言，还有有另一个“江湖”。微观的、平面的、单调无色的。

身处宏观世界的我们，置于微观江湖时，就可能会产生错觉，被我们的“眼睛”所欺骗。

主要内容

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SEMXCT

1

2

“眼睛”

树枝晶形貌

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单晶高温合金，在定向凝固过程中，树枝晶沿着 <001>方 向择优生长。

共晶形貌

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镍基单晶高温合金中的共晶是由相相′ (Ni3Al) 相组成

′

碳化物形貌

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镍基单晶高温合金凝固过程析出 MC 碳化物，其中 富含 Ta元素。

MC

我们可以改变碳化物的形貌吗

改变凝固参数好比改变大自然中的光照、温度和大气压

环境

改变合金的成分，就好比转基因。使其具备原先没有的

基因

Yes, we can

改变合金成分 ( 加碳 )

碳含量

20m

改变凝固参数

Please write down of contents explanation for Business Area.

0 0

0

1

L

mC kG

R D k

1 1

2 41 G R

温

度梯

度(G

)

凝固速率 (R)

八面体碳化物

发达树枝碳化物

小尺寸碳化物

大尺寸碳化物

还发现

我们可以根据所需，得到相应的形貌。

高度发达的树枝碳化物和现实生活中参天大树一样，生长过程也是从枝繁到叶茂。

但碳化物的“根”却是规则的八面体，如下图所示。

八面体碳化物

树枝碳化物的生长过程

5m

10m

20m 长大过程

碳化物的根为什么是八面体形貌呢？

多在准平衡凝固状态生成

表面是由 (111)面组成

EDX结果成分富含元素

Ta、 Hf

研究发现： 猜想：

TaC 是FCC 结构

布拉维准则

(111)面为密排面生长速度最慢，而 (001)面生长速度最快而尖灭

小结

材料中的微观世界，同样流露着线条遒劲和丰腴之美。它们一长一短，抑或时快时慢，巧夺天工的组成蕴涵着时间和空间的形态美。

生活中不是没有美，只是我们缺少发现美的“眼睛”。如同泰戈尔说的一样：

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