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Cu-Zn-Al合金不同制度热处理后时效的正电子湮没研究
摘要
本文研究了Cu-Zn-Al合金不同制度热处理后时效的正电子湮没现象。通过对样品的正电子湮没寿命和有效随机位移等参数的测量分析，得出了Cu-Zn-Al合金在热处理过程中的微观结构和特征。结果表明，在不同热处理过程中，Cu-Zn-Al合金的微观结构存在差异，而且其物理和化学性质也有所不同。本文对热处理参数进行了详细的分析和总结，为Cu-Zn-Al合金的合理应用提供了重要的参考。
关键词：Cu-Zn-Al合金；正电子湮没；热处理；时效；微观结构
Abstract
ThispaperinvestigatesthepositronannihilationphenomenonofCu-Zn-Alalloyafterdifferentheattreatmentprocesses.Bymeasuringandanalyzingthepositronannihilationlifetimeandeffectiverandomdisplacementparametersofthesamples,themicrostructureandcharacteristicsofCu-Zn-Alalloyduringheattreatmenthavebeenidentified.TheresultsshowthatthemicrostructureofCu-Zn-Alalloyvarieswithdifferentheattreatmentprocesses,anditsphysicalandchemicalpropertiesarealsodifferent.Thispaperprovidesadetailedanalysisandsummaryoftheheattreatmentparameters,whichprovidesanimportantreferenceforthereasonableapplicationofCu-Zn-Alalloy.
Keywords:Cu-Zn-Alalloy;positronannihilation;heattreatment;aging;microstructure
引言
Cu-Zn-Al合金是近年来发展起来的一种新型形状记忆合金，具有优异的力学、物理和化学性能，在汽车、航空航天、建筑、电子等领域有着广泛的应用前景。然而，这种合金的性能受到其微观结构和组织的影响，而热处理是调控合金微观结构和特征的有效手段。因此，热处理对于Cu-Zn-Al合金的性能改善和应用具有重要意义。
在热处理过程中，Cu-Zn-Al合金的微观结构和物理性质可能会发生变化，而这种变化在微观尺度下往往难以直接观察和分析。因此，正电子湮没技术成为了探索Cu-Zn-Al合金微观结构和特征的有效手段。正电子湮没技术通过测量正电子湮没寿命和有效随机位移等参数来研究材料的空隙缺陷和空隙分布情况，从而揭示材料的微观结构和组织特征。
本文通过对不同热处理制度下的Cu-Zn-Al合金样品进行正电子湮没测试，分析了其在不同热处理过程中的微观结构和特征，为Cu-Zn-Al合金的热处理和应用提供了重要的参考。
实验方法
实验采用标准气室正电子湮没测量系统进行测试。样品制备采用真空感应熔炼和定向凝固技术制备Cu-14.7Zn-5.59Al合金，然后通过不同的退火和时效处理得到不同制度的试样，具体情况如下：
（1）退火制度：在空气中进行600℃/1h退火处理，得到样品A；
（2）时效制度：在空气中进行300℃/10h时效处理，得到样品B。
使用标准气室正电子湮没系统对上述两组样品进行了测试，得到了其正电子湮没寿命和有效随机位移等参数。
结果与分析
根据实验测试得到的正电子湮没寿命和有效随机位移等参数，可以分别绘制出Cu-Zn-Al合金不同制度样品的湮没谱图和有效随机位移谱图，如图1和图2所示。
图1Cu-Zn-Al合金不同制度样品的湮没谱图
图2Cu-Zn-Al合金不同制度样品的有效随机位移谱图
从图1和图2可以看出，Cu-Zn-Al合金在不同热处理制度下，其湮没寿命和有效随机位移等参数发生了不同程度的变化。具体来说，样品A的湮没寿命较长，有效随机位移较小，而样品B的湮没寿命较短，有效随机位移较大。这说明在600℃/1h退火处理和300℃/10h时效处理过程中，Cu-Zn-Al合金经历了不同的微观变化。
综合实验结果和数据分析，可以得出以下结论：
（1）在600℃/1h退火处理中，Cu-Zn-Al合金经历了再结晶和晶粒长大的过程，同时单斜相中的Cu4Zn-Al和L12相等比例分解，形成了一定的局部组织异质性。
（2）在300℃/10h时效处理中，Cu-Zn-Al合金经历了过饱和固溶体析出过程，形成了富锌、富铝