金属学报

作者：杨林洁, 张丽丽, 赵九洲, 江鸿翔, 何杰

单位：1.中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：偏晶合金,界面活性元素,微量元素,凝固,

基金：国家重点研发计划项目(2021YFA0716303);中国载人空间站项目(KJZ-YY-NCL-1-02);中国载人空间站项目(KJZ-YY-NCL-1-06);辽宁省自然科学基金项目(2023-MS-023)

为了选取有效的Zn-Pb偏晶合金微量界面活性元素，调控Zn-Pb合金液-液相变过程，促进Zn-Pb合金形成弥散型凝固组织，本工作通过实验和理论计算研究了微量元素对Zn-4.0%Pb (质量分数)偏晶合金凝固组织的影响。实验结果表明，微量元素Sn、In能够显著细化凝固组织中的富Pb相粒子，而微量元素Cu、Bi对富Pb相粒子尺寸影响较小。建立了描述Zn-Pb合金液-液相变过程中微量元素在Zn基体与富Pb液滴间液/液界面处偏析行为的理论模型，计算并分析了微量元素在液/液界面处的偏析行为。计算结果表明，微量元素Cu、Bi不能作为Zn-Pb合金的界面活性元素，而微量元素Sn、In倾向于在液/液界面处富集，可作为Zn-Pb合金的界面活性元素。微量元素的偏析行为取决于各组元间的相互作用，仅当其与Zn原子和Pb原子间相互作用(吸引或排斥)均较弱时才可作为界面活性元素。

来源：2026年第3期

《金属学报》期刊编辑部

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