Abstract
摘 要為對高亂度合金做更進一步研究，並和傳統合金相連貫，本實驗以Cu、Ni、Al、Co、Cr、Fe、Si和Ti為成份元素，配置等莫耳比和非等莫耳比高亂度合金。合金配製由二元開始，逐漸增加元素至七元，以探討由傳統合金演變至多元主元素的高亂度合金時，各種微結構和性質的改變，並建立多元合金的固化機制。而非等莫耳系統合金，則是將易偏析的Cu元素含量減半加以配製，以探討此一改變對高亂度合金微結構及性質的影響。合金成分個數增加時，相的種類並未如一般預期的複雜及難以分析，反而是趨於單純化。基本上，多元合金的鑄造結構趨向於一個BCC固溶相和完全無序非晶質相交織的共晶結構，特性尺寸約100nm。BCC相及非晶質相由於有較開放的堆積空間，所以易形成一個多元的固溶體結構；而在冷卻的過程中兩者皆再有成份及結構的調整而有微細的奈米析出，尺寸約5nm。由於Cu元素與其他元素之鍵結較弱，所以傾向於偏析在樹枝相枝間，而為富Cu之FCC相；當Cu含量減半時，此偏析相明顯減少，甚至消失。本實驗亦發現六元合金很接近共晶成份，所以獲得完全的共晶結構。五元合金則偏離此一成份，因此先有初晶樹枝相形成而後再有共晶結構包覆成為樹枝相外圍部份。由於非晶質相係多種元素之固溶體，難以作短程有序排列，因此不同於傳統非晶質相在X-ray繞射圖上呈一寬廣峰，反而呈現完全散射的背景強度而已，而BCC相則雖為結晶相，但也因多種元素之固溶，散射效應很大，以致結晶繞射強度大幅下降。多元合金的硬度與所含元素的種類與個數有關。基本上隨元素個數增加而增加，合金元素越多，原子尺寸差異越大，固溶強化效應越強，再加上微晶強化、鍵結增強及非晶質無差排強化因素，使高亂度合金都有極高的硬度值，在鑄造狀態下七元合金之維氏硬度值達Hv721。