金属粉末是现代工业生产中不可或缺的基础原料，目前被广泛应用于金属3D打印、粉末冶金、表面喷涂等技术领域。其中，自组装壳-核型金属粉末是粉体新材料中*具发展潜力的重要分支，其因具有特殊的微观结构和广阔的应用前景而备受研究者们的青睐。实际上，这类自组装结构常出现在难混溶合金粉末中，如Fe-Sn、Fe-Cu、Al-Bi和Cu-Co等。自组装行为发生在冷却凝固过程中，且十分复杂，涉及宏观传质与传热。因此，揭示难混溶合金粉末的内部形貌规律并阐明其多样性凝固组织的形成机理一直以来都是研究者们的关注焦点。随着科技的不断进步和计算机运算能力的迅猛提升，多方法探究极大地提高了人们对难混溶合金凝固过程的认识，使人们对相分离过程有了更加深入的了解。例如，基于同步辐射方法原位观测相分离过程中第二相液滴的运动，采用中子衍射实时观察相分离过程并解析其中的微观结构，借助相场仿真模拟难混溶合金的凝固组织，以及利用透明难混溶体系与金属体系的相似性类比研究相分离组织的演化路径等。上述方法，本书都有涉及。如果仍有不明之处，敬请有兴趣的读者参考相关文献。本书首先阐述了难混溶合金相分离时的热动力学过程和相关领域的*新研究进展；随后，依次分析了相分离方式、温度场类型和温度梯度对合金粉末凝固组织的影响；然后，探究了气流场和粉末制样时的剖开面对合金粉末热场和观测形貌的作用机制；*后，采用单辊技术研究了单向温度梯度场条件下合金中形成层状条带组织的演变规律。通过阅读本书，读者能够系统掌握难混溶合金粉末内部的多样性形貌及其相应的形成机理。同时，本书可为深入开展难混溶合金粉末研究的学者们和开发新材料、新技术的技术人员提供参考。本书由南阳理工学院智能制造学院彭银利撰写，同时受河南省增材制造航空材料工程研究中心、南阳市增材制造技术与装备重点实验室、南阳理工学院博士科研启动基金项目、国家自然科学基金项目（52201044）的资助，在此一并表示感谢。此外，也非常感谢南阳市产业创新科技人才团队南阳理工学院增材制造技术与装备科技创新团队的诸位成员，他们对本书提出了许多宝贵意见。本书在撰写过程中借鉴了大量参考文献中的*新研究成果和宝贵数据资料，在此谨向相关学者表示衷心的感谢。由于作者水平有限，书中难免有疏漏，敬请各位读者批评指正。
彭银利，1988年出生，男，南阳理工学院智能制造讲师，于2019年获西北工业大学材料物理与化学专业工学博士学位。主要研究方向为，核壳型难混溶合金粉末制备与凝固机理。到目前为止，已在国际高水平期刊如Scripta Mater、JMST上发表论文数十篇。主持多项科研项目，包括国家自然科学基金和河南省自然科学基金各1项等。南阳理工学院校地合作科技型服务人才，担任Materials Letters等多个国际期刊的审稿专家。（1）Peng Yinli, Wang Qiang, Wang Nan*. Scripta Materialia, 2019, 168: 38-41. （2）Peng Yinli, Wang Nan*. Journal of Materials Science & Technology, 2020, 35: 64-72.（3）Peng Yinli, Tian Lili, Wang Qiang, Lei Xiaowei, Yao Wenjing, Wang Nan*. Journal of Alloys and Compounds, 2019, 801: 130-135. （4）Peng Yinli, Zhang Liang, Wang Lei, Lei Xiaowei, Yao Wenjing, Wang Nan*. Materials Letters, 2018, 216: 70-72. （5）Peng Yinli, Han Sanxuan, Tian Lili, Wang Nan*. Materials Letters, 2019, 254: 222-225. （6）Tian Lili, Peng Yinli, Lei Xiaowei, Yao Wenjing, Liu Mengen**, Wang Nan*. Journal of Molecular Liquids, 2020, 313: 113258.
第1章 绪论11.1 引言11.2 液-液相分离热力学111.3 相分离动力学181.4 液滴生长及熟化规律231.5 研究意义26本章参考文献27第2章 难混溶合金研究进展362.1 引言362.2 多元合金体系中的难混溶区362.3 壳-核结构研究进展372.4 难混溶合金的凝固组织及控制研究46本章参考文献55第3章 不同相分离方式下第二相液滴长大及形貌组织603.1 引言603.2 实验材料及过程613.3 恒温场中的相分离过程653.4 液滴长大规律673.5 同一溶液中的两种相分离方式723.6 本章小结76本章参考文献76第4章 温度梯度场中形核长大和调幅分解的相分离组织794.1 引言794.2 实验过程804.3 单向温度梯度场中的相分离组织824.4 圆形温度梯度场中的相分离组织874.5 温度梯度场形状对相分离组织的影响894.6 两种核形成路径924.7 本章小结95本章参考文献96第5章 温度梯度对相分离组织形貌的影响研究985.1 引言985.2 实验过程995.3 温度梯度对壳核结构的影响1005.4 壳-核结构对温度梯度的依赖性分析1045.5 本章小结106本章参考文献106第6章 不同粒径Fe-Sn合金粉末中形貌多样性机理研究1086.1 引言1086.2 落管装置与实验过程1096.3 Fe-58%Sn合金凝固形貌1116.4 粉末内部温度场1136.5 第二相粒子的迁移距离1186.6 第二相粒子碰撞强度1226.7 原位观测结果及分析1246.8 本章小结127本章参考文献127第7章 雾化合金微滴外围气流场的模拟仿真1307.1 引言1307.2 模型建立与网格划分1317.3 气流场1347.4 微滴-气之间传热过程分析1397.5 微滴直径对流场的影响1417.6 本章小结143本章参考文献143第8章 粉末内部形貌与剖开面之间的内在联系1468.1 引言1468.2 粉末制备实验与气流-温度场模型1478.3 Fe-68%Sn粉末的形貌1498.4 粉末周围气流场和温度场1508.5 不同截面上的内部形貌1558.6 核的理论位置1578.7 本章小结158本章参考文献159第9章 不同凝固条件下Fe-Sn合金的凝固形貌、相组成及合金条带中的结构分层现象1649.1 引言1649.2 实验方法1659.3 结果与分析1679.4 化学成分对Fe-Sn合金条带凝固组织的影响1759.5 冷却速率对Fe-Sn合金条带凝固组织的影响1909.6 本章小结195本章参考文献196
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