Mechanism for Zr poisoning of Al-Ti-B based grain refiners

材料科学 成核 晶界 单层 结晶学 杂质 冶金 化学工程 微观结构 化学物理 纳米技术 热力学 化学 物理 工程类 有机化学
作者
Yaqiu Wang,Chung Fang,Li Zhou,T. Hashimoto,X. Zhou,Quentin M. Ramasse,Z. Fan
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:164: 428-439 被引量:109
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2018.10.056
摘要

Al-Ti-B based master alloys have been widely used for grain refining of Al-alloys in industry for many decades. However, the effectiveness of such grain refiners is severely compromised when a few hundred ppm of Zr is present in the Al melt, and this phenomenon is referred to as Zr poisoning in the literature. So far the exact mechanisms for Zr poisoning are not clear albeit significant research effort on the subject in the last few decades. In this work we investigated the mechanism for Zr poisoning through extensive examinations of the Al/TiB2 interface using the state-of-the-art electron microscopy and ab initio molecular dynamics simulations. We found that the presence of Zr in Al melts leads to (i) the dissolution of the Al3Ti 2-dimensional compound (2DC) formed on the (0 0 0 1) TiB2 surface during the grain refiner production process; and (ii) the formation of an atomic monolayer of Ti2Zr 2DC on the (0 0 0 1) TiB2 surface, which replaces the original Ti-terminated TiB2 basal surface. This monolayer of Ti2Zr not only has large lattice misfit (4.2%) with α-Al, but also is atomically rough, rendering the TiB2 particles impotent for heterogeneous nucleation of α-Al. This work, in combination of our previous work, demonstrates that heterogeneous nucleation can be effectively manipulated, either enhanced or impeded, by chemical segregation of selected alloying/impurity elements at the liquid/substrate interface.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
3秒前
叶永芬完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
菌菌完成签到,获得积分10
5秒前
来自3602完成签到,获得积分10
5秒前
眼睛大的冰岚完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
猜不猜不发布了新的文献求助10
9秒前
光之战士完成签到 ,获得积分10
9秒前
小宋宋完成签到,获得积分10
11秒前
梁霄完成签到,获得积分10
14秒前
彭于晏应助江月年采纳,获得10
16秒前
悦耳玲完成签到 ,获得积分10
22秒前
xxx完成签到 ,获得积分10
23秒前
老金金完成签到 ,获得积分10
25秒前
26秒前
火星上采梦完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
积极废物完成签到 ,获得积分10
27秒前
刘玥言完成签到,获得积分20
28秒前
香蕉觅云应助熊猫文文采纳,获得10
29秒前
grace完成签到,获得积分10
29秒前
30秒前
隐形曼青应助笨笨松采纳,获得10
32秒前
xiaokk发布了新的文献求助10
35秒前
37秒前
buxiangshangxue完成签到 ,获得积分10
38秒前
666发布了新的文献求助10
39秒前
大模型应助如意2023采纳,获得10
40秒前
42秒前
42秒前
一一完成签到,获得积分10
47秒前
江月年发布了新的文献求助10
47秒前
48秒前
笨笨凡之完成签到,获得积分20
50秒前
一一发布了新的文献求助80
51秒前
52秒前
呆萌冰绿完成签到,获得积分10
53秒前
56秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Immigrant Incorporation in East Asian Democracies 600
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
A Preliminary Study on Correlation Between Independent Components of Facial Thermal Images and Subjective Assessment of Chronic Stress 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3967156
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3512491
关于积分的说明 11163601
捐赠科研通 3247421
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1793805
邀请新用户注册赠送积分活动 874615
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804468