铈镧合金室温压缩变形行为
2021-04-19徐文良李成杰
徐文良,崔 奇,李成杰*
(中国工程物理研究院材料研究所,四川 江油 621700)
铈(Ce)是镧系金属中一种元素,其原子序数为58,主要存在于天然矿石如独居石、氟碳铈矿中,也少量存在于核反应产物中,是丰度最高的稀土元素[1]。铈具有独特的4f 电子结构,很大程度上决定了其丰富的相结构特点[2],因其独特的相变行为,受到了研究人员的广泛关注,综合国内外研究结果[4-6],目前已经发现的固态相有7 种:α 相(FCC 结构),β 相(DHCP 结 构),γ 相(FCC 结 构),δ 相(BCC 结 构),α’ 相(C-type orthorhombic or theα-U structure),α”相(C2/m monoclinic)和ε 相(BCT 结构)。在标准大气压下,当温度低于110K 时,α 相是稳定的;β 相稳定存在的温度区间为45~275K;而γ 相稳定存在温度区间为270~999K;δ 相为高温相,其稳定存在的温度区间为999~1071K(熔点)。
在常压条件下,α 相、β 相和γ 相即可稳定存在,且通过改变温度和压力等条件,三者可以相互转化,因此在这方面受到了学者的广泛关注[7-9]。
金属铈(Ce)和镧(La)的原子半径相差不大,仅为1.48%,其原子半径分别为2.7Å 和2.74Å;并且其电负性也基本接近,分别为1.12 和1.10。根据Hume-Rothery 规则,在金属Ce 中添加La 元素,形成的二元合金体系为连续固溶体,即Ce-La 合金为单一且均匀的相[10]。尽管多年来,关于铈与铈镧合金的相变行为等方面的研究较多,但关于铈与铈镧合金力学性能以及塑性变形行为等方面的研究却鲜有报道[11]。
因此,本文以铸态Ce-5wt.%La 合金为研究对象,对其进行室温压缩变形,旨在探明其室温条件下的力学性能与塑性变形行为。
1 试验材料与方法
本文以铸态Ce-5wt.%La 合金为初始材料,将其加工成为φ8mm×12mm 的圆柱体,然后在MST-E44 电子万能试验机上进行压缩变形,其中压缩应变速率为1.0×10-3s-1。……
