Co–Si二元系统相平衡的实验确定

Co–Si二元系统的准确相平衡数据对热力学评估和基于CALPHAD的Co基合金设计至关重要。然而，现有的实验数据存在显著差异。因此，在本研究中，利用差示扫描量热法（DSC）和配备波长色散X射线光谱的场发射电子探针微分析仪（FE-EPMA/WDS）对Co–Si二元系统的相平衡进行了实验研究。相图在整个成分范围内被确定，并对不变反应温度、相边界和金属间化合物相的溶解范围进行了关键修订。DSC测量显示，γ(Co)的固相线高于之前研究报告的值。使用慢加热（2 °C/min）DSC测量准确确定了与Co 3 Si相相关的不变反应温度，确认Co 3 Si在1197–1206 °C的温度范围内作为稳定相存在。FE-EPMA/WDS测量表明，Co 3 Si相表现出极窄的溶解范围，而CoSi 2相具有向Si富集侧延伸的有限溶解范围。对于α-和β-Co 2 Si相，发现β-Co 2 Si相的单相区域大于先前评估的计算值。本研究中提出的修订Co–Si相图为设计和优化用于热电和生物医学应用的Co基合金提供了宝贵的见解。• Co–Si二元系统的相平衡在整个成分范围内被实验确定。• Co₃Si相在1197–1206 °C的窄温度范围内稳定。• CoSi₂相表现出向Si富集侧延伸的溶解范围。• 在700到900 °C之间实验识别出受到磁性影响的ε(Co)和γ(Co)相边界的弯曲。