不同熔炼工艺制备的金属铈的显微组织及低温相变行为研究.docx

不同熔炼工艺制备的金属铈的显微组织及低温相变行为研究
摘要：
本文研究了不同熔炼工艺制备金属铈的显微组织及低温相变行为。通过比较和分析制备金属铈的两种主要熔炼工艺——真空电弧熔炼和真空感应熔炼，研究了它们对金属铈显微组织和低温相变的影响。结果表明，真空感应熔炼制备的金属铈中晶粒尺寸小且均匀，其低温相变温度范围窄且相变峰锐利；而真空电弧熔炼制备的金属铈中晶粒尺寸大，晶粒之间存在明显的晶界，低温相变温度范围广且相变峰较平缓。因此，真空感应熔炼是一种较为优良的制备金属铈的方法。
关键词：金属铈；真空电弧熔炼；真空感应熔炼；显微组织；低温相变
一、引言
金属铈是一种具有广泛应用的金属材料，被广泛应用于化工、电子、航空、冶金等行业。由于铈在化学性质上的活泼、与稀土元素复杂的化学反应和其与有害元素的生产等特点，导致其产量和使用受到限制。因此，制备高纯度的金属铈对于其应用发展具有重要意义。
金属铈的制备方法主要有两种熔炼工艺：真空电弧熔炼和真空感应熔炼。这两种熔炼工艺在制备金属铈时能够提供不同的显微组织和性质，从而影响其应用领域。因此，本文着重研究了这两种熔炼工艺制备的金属铈的显微组织和低温相变行为，并进行了比较和分析。
二、实验方法
实验采用了真空电弧熔炼和真空感应熔炼两种方法制备金属铈，从而得到两种不同显微组织和性质的金属铈。通过电子探针扫描显微镜（EPMA）、X射线衍射仪（XRD）和差热分析仪（DSC）等仪器对其进行了显微组织表征和低温相变研究。
三、实验结果
（一）显微组织
通过EPMA观察到，真空感应熔炼制备的金属铈中晶粒尺寸小且均匀，且晶界坚实，晶体排列有序。而真空电弧熔炼制备的金属铈中晶粒尺寸较大，晶粒之间存在明显的晶界，晶体排列相对较松散。这两种熔炼工艺制备的金属铈的显微组织如图1所示。
（二）低温相变
通过DSC测量，发现真空感应熔炼制备的金属铈在低温范围内存在相变，相变峰较锐利，温度范围较窄。而真空电弧熔炼制备的金属铈的相变范围较广且相变峰较平缓。这两种熔炼工艺制备的金属铈的低温相变曲线如图2所示。
四、讨论
从实验结果可以看出，真空感应熔炼制备的金属铈中晶粒尺寸小且均匀，且晶界坚实，而真空电弧熔炼制备的金属铈中晶粒尺寸较大，晶粒之间存在明显的晶界，晶体排列相对较松散。这两种熔炼工艺制备的金属铈的低温相变也有所不同，真空感应熔炼制备的金属铈在低温范围内存在相变，相变峰较锐利，温度范围较窄，而真空电弧熔炼制备的金属铈的相变范围较广且相变峰较平缓。
这些差异可能是由于两种熔炼工艺的不同熔炼条件和过程导致的。真空感应熔炼相对于真空电弧熔炼而言，其制备过程更为温和、连续，因而得到的金属铈晶粒尺寸小且均匀，相变温度范围窄且相变峰锐利。而真空电弧熔炼熔池环境较为剧烈，制备得到的金属铈晶粒尺寸较大，晶粒之间存在明显的晶界，相变温度范围广且相变峰较平缓。
五、结论
本文对比研究了真空电弧熔炼和真空感应熔炼两种工艺制备的金属铈的显微组织和低温相变行为。结果表明，真空感应熔炼制备的金属铈中晶粒尺寸小且均匀，其低温相变温度范围窄且相变峰锐利；而真空电弧熔炼制备的金属铈中晶粒尺寸较大，晶粒之间存在明显的晶界，低温相变温度范围广且相变峰较平缓。因此，真空感应熔炼是一种较为优良的制备金属铈的方法。这对于金属铈的应用和推广有一定的参考价值。