[发明专利]一种细化Sn‑Bi合金共晶组织的方法

权利要求书

1.一种细化Sn-Bi合金共晶组织的方法，其特征是由以下原子配比的材料组成：54.1~56.9 at.%锡，40.8~43.0 at.%铋，0~5.0at.%稀土（La或Ce）及不可避免的杂质；其特征在于制备过程如下：

（1）将金属锡（Sn）及铋（Bi）完全熔化，并在200℃~400℃保温至少10min，确保熔体为均匀单一液相；

（2）加入稀土添加剂（Sn-La或Sn-La-Ce），在400℃~750℃保温至少20min，确保稀土元素的充分熔解和熔体中的元素均匀分布；

（3）将合金熔体浇注到模具中，制得具有细小共晶组织的Sn-Bi铸态合金。

2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是步骤（2）中，所用的稀土添加剂（Sn-La或Sn-La-Ce）为La原子百分数为2.0~6.0 at.%的Sn-La中间合金、La和Ce原子百分数为2.0~3.0 at.%的Sn-La-Ce中间合金。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是步骤（2）中，熔体的保温温度为400~750℃。

4.一种细化Sn-Bi合金共晶组织的方法，其特征在于采用稀土添加剂（Sn-La，Sn-La-Ce）作为变质剂和细化剂，涉及如下3种细化机制：

（1）微量稀土的表面活化和均匀化作用，促进合金凝固过程中的形核；

（2）凝固过程中原位析出的化合物（LaBi₂，CeBi₂）可作为Bi相的异质形核核心，提高Bi相的形核率；

（3）原位析出的稀土单相（La相或Ce相）可有效阻碍晶粒的长大。