1. IntroductionMore than 20 years a

1. Introduction
More than 20 years ago mechanical alloying was developed as a way to circumvent the limitations of conventional alloying [1]. In this metallurgical process, powder particles are subjected to severe mechanical deformation from collisions with balls and vial and are repeatedly deformed, cold welded and fractured. In recent years, mechanical alloying has emerged as a versatile technique for producing materials far from equilibrium, for example, nanostructured alloys and amorphous alloys 2, 3 and 4. By comparison with other novel techniques, e.g. liquid quenching (or melt-spinning), thermal evaporation, and sputtering etc., it has the advantages of relatively low-temperature processing, easy control of compositions, relatively inexpensive equipments needed, and the possibility for easily scaling up to tonnage quantities of material. These advantages greatly facilitate the characterization and application of the resulting metastable alloys.

In a variety of systems it has been demonstrated that mechanical alloying of element powder blends allows metastable alloys to be synthesized. In particular, much work has concentrated on the formation of metastable phases in alloy systems which exhibit a negative heat of mixing of the alloy components and the phase formation has been studied from both the thermodynamic and the kinetic viewpoints 2, 3 and 4. The mechanism of phase formation has been explained by an interdiffusion reaction of the components occurring during the milling process. Metastable phase formation is observed if the formation of a stable phase is suppressed under the specific milling conditions. In particular, intermetallic compounds can be energetically destabilized due to a chemical disorder introduced by the deformation during milling [5]. This often results in the formation of extended solid solutions or amorphous phases. On the other hand, phase formation in alloy systems with positive heats of mixing is far from being understood, as in these systems a diffusional reaction generally results in decomposition of the alloy. Nevertheless, the formation of solid solutions prepared by mechanical alloying has been observed in several systems with positive heats of mixing, such as Cu–M (M: Cr, V, Ta, W, Co, and Fe) [6]. Recently, the Fe–Cu system has been extensively studied by several groups 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 and 37. Therefore, the Fe–Cu system is selected as a model system to study phase formation during mechanical alloying of elemental powder blends with a positive heat of mixing. By using the CALPHAD method [38], it was predicted that the positive free energy of mixing at 673 K in the Fe–Cu system would be a maximum about 7.5 kJ (g-atom)−1 for the composition of Fe50Cu50. For the discussion of the alloying process in the Fe-Cu system, we therefore mainly concentrated on this composition.

In this paper, several problems on the phase formation of the alloy system with positive heats of mixing prepared by mechanical alloying will be discussed. For example: (1) whether alloying occurs on an atomic level; (2) what the solid solubility in the Fe–Cu system is; (3) where the positive energy is stored in the alloy; (4) what the decomposition process of the alloy is; and (5) what type of the magnetic properties the new material has.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำกว่า 20 ปีที่ผ่านมากลลเท่านั้นได้รับการพัฒนาเป็นวิธีการหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของลเท่านั้นปกติ [1] ในกระบวนการนี้โลหะ ผงอนุภาคภายใต้กลแมพรุนแรงจากตามลูกและคอนแทคซ้ำ ๆ deformed เย็นรอย และ fractured ในปีล่าสุด กลลเท่านั้นได้ผงาดขึ้นเป็นเทคนิคที่หลากหลายในการผลิตวัสดุจากสมดุล เช่น nanostructured โลหะและโลหะผสมไป 2, 3 และ 4 By comparison with นวนิยายเทคนิค เช่นระเหยความร้อนชุบ (หรือ ปั่นละลาย), ของเหลว และอื่น ๆ พ่นมันมีข้อดีของการประมวลผลของอุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำ ง่ายต่อการควบคุมขององค์ แพงอุปกรณ์ที่จำเป็น และสามารถปรับขนาดได้ค่าไป tonnage ปริมาณวัสดุ ข้อดีเหล่านี้อย่างมากช่วยจำแนกและแอพลิเคชันของโลหะ metastable ผลลัพธ์ในความหลากหลายของระบบ จะมีการแสดงที่ลเท่านั้นเครื่องจักรกลขององค์ผสมผงช่วยให้โลหะผสม metastable จะสามารถสังเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มากมายที่เข้มในการก่อตัวของ metastable ระยะในระบบโลหะผสมที่แสดงความร้อนค่าลบของการผสมส่วนประกอบของโลหะผสมและระยะที่มีการศึกษาผู้แต่งจากที่ขอบและมุมมองเดิม ๆ 2, 3 และ 4 มีการอธิบายกลไกการก่อตัวระยะ โดยปฏิกิริยาการ interdiffusion ของส่วนประกอบที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการมิลลิ่ง สังเกตระยะ metastable ก่อถ้าการก่อตัวของเฟสที่มีเสถียรภาพจะถูกระงับภายใต้เงื่อนไขเฉพาะหน้า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารประกอบ intermetallic สามารถ destabilized หรบ ๆ เนื่องจากความผิดปกติที่สารเคมีที่แนะนำ โดยแมพระหว่างกัด [5] นี้มักจะส่งผลในการก่อตัวของโซลูชั่นของแข็งขยายระยะไป บนมืออื่น ๆ ผู้แต่งเฟสในระบบโลหะผสมกับ heats บวกของผสมได้จากการเข้าใจ ในระบบเหล่านี้เป็นปฏิกิริยา diffusional โดยทั่วไปผลแยกส่วนประกอบของโลหะผสม อย่างไรก็ตาม การก่อตัวของโซลูชั่นของแข็งโดยกลลเท่านั้นได้ถูกตรวจสอบในระบบหลาย heats บวกของผสม เช่น Cu – M (m: Cr, V ตา W, Co และ Fe) [6] ล่าสุด ระบบ Fe – Cu ได้รับอย่างกว้างขวางศึกษาหลายกลุ่ม 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 และ 37 ดังนั้น ระบบ Fe – Cu เลือกเป็นระบบรูปแบบการศึกษาระยะก่อตัวช่วงลเท่านั้นเครื่องจักรกลของผงธาตุผสมผสานกับความร้อนบวกของผสม โดยใช้วิธี CALPHAD [38], มันถูกคาดการณ์ว่า บวกพลังงานเสรีของการผสมในระบบ Fe – Cu ที่ 673 K จะสูงสุดประมาณ 7.5 kJ (g-อะตอม) −1 ในส่วนของ Fe50Cu50 สำหรับการสนทนาการในระบบ Fe Cu ลเท่านั้น เราจึงส่วนใหญ่กระจุกตัวในองค์ประกอบนี้ในเอกสารนี้ จะกล่าวถึงปัญหาการจัดตั้งระยะของระบบโลหะผสมกับ heats บวกของผสมโดยกลลเท่านั้น ตัวอย่าง: (1) ว่าลเท่านั้นเกิดขึ้นในระดับอะตอมการ (2) ละลายของแข็งในระบบ Fe – Cu คืออะไร (3) ที่เก็บพลังงานบวกในโลหะผสม (4) กระบวนการแยกส่วนประกอบของโลหะผสมนี้คืออะไร และ (5) มีวัสดุใหม่ชนิดคุณสมบัติแม่เหล็ก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
กว่า 20 ปีที่ผ่านมาผสมกลได้รับการพัฒนาเป็นวิธีที่จะหลีกเลี่ยงข้อ จำกัด ของการผสมทั่วไป [1] ในขั้นตอนนี้โลหะอนุภาคผงที่อาจจะเปลี่ยนรูปกลรุนแรงจากการชนกับลูกและขวดและพิการซ้ำรอยและเย็นร้าว ในปีที่ผ่านมาผสมกลได้กลายเป็นเทคนิคที่หลากหลายสำหรับการผลิตวัสดุห่างไกลจากความสมดุลเช่นโลหะผสมอิเล็กทรอนิคส์และโลหะผสมอสัณฐานที่ 2, 3 และ 4 โดยเปรียบเทียบกับเทคนิคนวนิยายอื่น ๆ เช่นดับเหลว (หรือละลายปั่น) ความร้อนระเหยและสปัตเตอร์ ฯลฯ แต่ก็มีข้อได้เปรียบของการประมวลผลที่ค่อนข้างอุณหภูมิต่ำ, การควบคุมง่ายของผลิตผลอุปกรณ์ราคาไม่แพงมีความจำเป็นและความเป็นไปได้อย่างง่ายดายสำหรับการปรับขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำหนักของวัสดุ ข้อดีเหล่านี้มากอำนวยความสะดวกและการประยุกต์ใช้ลักษณะของโลหะผสมที่เกิด metastable. ในความหลากหลายของระบบจะได้รับการแสดงให้เห็นว่าการผสมเชิงกลขององค์ประกอบผสมผงโลหะผสม metastable ช่วยในการสังเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการทำงานมากมีความเข้มข้นในการก่อตัวของขั้นตอน metastable ในระบบการผสมที่แสดงความร้อนเชิงลบของการผสมส่วนประกอบของโลหะผสมและการพัฒนาขั้นตอนการได้รับการศึกษาจากทั้งความร้อนและมุมมองเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว 2, 3 และ 4 กลไก ขั้นตอนของการพัฒนาได้รับการอธิบายจากปฏิกิริยากันของชิ้นส่วนที่เกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการสี ขั้นตอนการก่อ metastable เป็นที่สังเกตว่าการก่อตัวของเฟสที่มั่นคงถูกระงับภายใต้เงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจงกัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสาร intermetallic สามารถ destabilized พลังอันเนื่องมาจากความผิดปกติของสารเคมีที่นำมาใช้โดยการเปลี่ยนรูปในระหว่างการกัด [5] นี้มักจะส่งผลในการก่อตัวของการแก้ปัญหาที่เป็นของแข็งหรือขยายระยะสัณฐาน ในทางกลับกันการสร้างขั้นตอนในระบบการผสมกับความร้อนในเชิงบวกของการผสมอยู่ไกลจากการถูกเข้าใจในขณะที่ระบบเหล่านี้เป็นปฏิกิริยาแพร่โดยทั่วไปจะส่งผลในการสลายตัวของโลหะผสม อย่างไรก็ตามการแก้ปัญหาการก่อตัวของของแข็งที่จัดทำโดยผสมกลได้รับการปฏิบัติในหลายระบบที่มีความร้อนในเชิงบวกของการผสมเช่น Cu-M (M: Cr, V, ตา, W, Co, และเฟ) [6] เมื่อเร็ว ๆ นี้ระบบ Fe-Cu ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางโดยหลายกลุ่ม 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, ​​19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36 และ 37 ดังนั้นระบบ Fe-Cu ถูกเลือกเป็นระบบรูปแบบในการศึกษาการก่อตัวในระหว่างขั้นตอนการผสมเชิงกลของผสมผงธาตุ กับความร้อนในเชิงบวกของการผสม โดยใช้วิธีการ CALPHAD [38] มันก็คาดการณ์ว่าพลังงานในเชิงบวกของการผสมที่ 673 K ในระบบ Fe-Cu จะสูงสุดประมาณ 7.5 กิโลจูล (G-อะตอม) -1 สำหรับองค์ประกอบของ Fe50Cu50 สำหรับการอภิปรายของกระบวนการผสมในระบบ Fe-Cu เราจึงเข้มข้นส่วนใหญ่อยู่กับองค์ประกอบนี้. ในบทความนี้ปัญหาหลายประการเกี่ยวกับการก่อขั้นตอนของระบบการผสมกับความร้อนในเชิงบวกของผสมที่จัดทำโดยผสมกลจะมีการหารือ ยกตัวอย่างเช่น (1) ไม่ว่าจะผสมที่เกิดขึ้นในระดับอะตอม; (2) สิ่งที่เป็นของแข็งละลายในระบบ Fe-Cu คือ; (3) ในกรณีที่พลังงานในเชิงบวกจะถูกเก็บไว้ในโลหะผสม; (4) สิ่งที่กระบวนการย่อยสลายของโลหะผสมคือ; และ (5) สิ่งที่ประเภทของคุณสมบัติของแม่เหล็กวัสดุใหม่ที่มี

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 บทนำ
มากกว่า 20 ปีที่ผ่านมาโลหะผสมเชิงกลถูกพัฒนาเป็นวิธีการหลีกเลี่ยงข้อ จำกัด ของโครงสร้างแบบ [ 1 ] โลหะในกระบวนการนี้ อนุภาคผงจะต้องรุนแรงกลการเสียรูปจากการชนกับลูกและขวด และซ้ำ ๆบิดเบี้ยว และเย็น รอยหัก ใน ปี ล่าสุดกลด์ได้กลายเป็นเทคนิคที่หลากหลายในการผลิตวัสดุที่ไกลจากความสมดุล เช่น โลหะผสมและโลหะอสัณฐาน nanostructured 2 , 3 และ 4 โดยการเปรียบเทียบกับเทคนิคอื่น ๆเช่น นวนิยาย , ดับ ( หรือละลายน้ำปั่น ) ความร้อน , การระเหยและการสปัตเตอร์ ฯลฯ มันมีข้อดีของการประมวลผลที่ค่อนข้างต่ำและอุณหภูมิต่ำ , การควบคุมง่ายขององค์ประกอบราคาไม่แพงอุปกรณ์ที่จำเป็นและเป็นไปได้สำหรับสามารถปรับขึ้นไประวางปริมาณของวัสดุ ข้อดีเหล่านี้อย่างมากอำนวยความสะดวกในการศึกษาและการประยุกต์ใช้ผลเมตาสเตเบิลด์

ในความหลากหลายของระบบนี้ได้แสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบของโลหะผสมเชิงกลผงผสมให้ผสมเมตาสเตเบิลที่จะสังเคราะห์ . โดยเฉพาะอย่างยิ่งทำงานมากได้เข้มข้นในการสร้างเมตาสเตเบิลเฟสในระบบผสมซึ่งมีความร้อนเชิงลบของการผสมของโลหะผสมส่วนประกอบและขั้นตอนการได้รับการศึกษาจากทั้งทางอุณหพลศาสตร์และจลนศาสตร์ ความคิดเห็นที่ 2 , 3 และ 4 กลไกของการเกิดระยะที่ได้รับการอธิบายโดย interdiffusion ปฏิกิริยาของส่วนประกอบที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการโม่ .การก่อตัวระยะเมตาสเตเบิลเป็นที่สังเกตว่า การก่อตัวของเฟสคงที่เป็นปราบปรามภายใต้เงื่อนไขการสีที่เฉพาะเจาะจง โดยเฉพาะชนิดสารประกอบสามารถมีพลังสูญสลายไปเนื่องจากการผิดปกติทางเคมีโดยการแนะนำใน milling [ 5 ] นี้มักจะส่งผลในการขยายโซลูชั่นหรือเฟสของแข็งอสัณฐาน . บนมืออื่น ๆการเกิดเฟสในระบบผสมกับร้อนบวกของการผสมเป็นห่างไกลจากการเข้าใจในระบบเหล่านี้มีปฏิกิริยา diffusional โดยทั่วไปผลลัพธ์ในการสลายตัวของโลหะผสม อย่างไรก็ตาม การก่อตัวของของแข็งโซลูชั่นที่จัดทำโดยกลด์ได้รับการตรวจสอบในระบบหลายกับร้อนบวกของการผสม เช่น จุฬาฯ ( M ( M : CR V , TA , W , CO , Fe ) [ 6 ] เมื่อเร็วๆ นี้เหล็กและทองแดงระบบได้รับอย่างกว้างขวางใช้หลายกลุ่ม 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 และ 37 ดังนั้น เหล็กและทองแดง เป็นระบบเลือกเป็นรูปแบบระบบการศึกษาการก่อตัวระยะระหว่างโลหะผสมเชิงกลผสมผงธาตุที่มีความร้อนบวกของการผสม โดยการใช้วิธี calphad [ 38 ]มันถูกคาดการณ์ว่าพลังงานในเชิงบวกของการผสมที่ 673 เคลวินในระบบ CU Fe ) จะสูงสุดที่ประมาณ 7.5 กิโล ( g-atom ) − 1 สำหรับองค์ประกอบของ fe50cu50 . สำหรับการอภิปรายของโลหะผสมทองแดงในระบบกระบวนการนั้นแล เราจึงส่วนใหญ่เน้นองค์ประกอบนี้

ในกระดาษนี้ปัญหาต่าง ๆในขั้นตอนการพัฒนาของระบบผสมกับพลังบวกของการผสมเตรียมโดยโลหะผสมเชิงกล จะกล่าวถึง ตัวอย่าง ( 1 ) ไม่ว่าด์เกิดขึ้นในระดับอะตอม ( 2 ) เกิดการละลายของแข็งใน Fe Cu ) ระบบ ( 3 ) ที่พลังงานบวกจะถูกเก็บไว้ในโลหะผสม ; ( 4 ) เกิดการสลายตัวของกระบวนการผสมคือและ ( 5 ) ชนิดของแม่เหล็กของวัสดุใหม่ได้