Evolution of hierarchical microstructures in Cu–Fe immiscible alloy driven by liquid-state mixing
Notice bibliographique
Résumé
Copper–iron (Cu–Fe) immiscible alloys are known for their potential to form hierarchical microstructures with superior mechanical properties under rapid solidification conditions. However, the formation of these microstructures during Cu/Fe melting and mixing—typically occurring in processes such as arc- and laser-induced melting‒remains poorly understood, despite its relevance to the integration of structural materials across various industries. This study showed that hierarchical and homogeneous microstructures in Cu–Fe alloys can be tailored in situ with two distinct regimes governed by the degree of Fe dilution through non-equilibrium solidification. In the high-Fe content sample, phase separation during the liquid state, followed by Marangoni-driven motion, led to the formation of a hierarchical structure comprising DO 3 -ordered Fe-rich particles with embedded Cu-rich grains, along with uniformly distributed L1 2 nanoparticles. In contrast, the low-Fe sample exhibited more uniformly dispersed, smaller DO 3 -ordered Fe-rich particles with a lower number density, along with dispersed L1 2 nanoprecipitates. The formation of such microstructures, including Cu/DO 3 Fe-rich particles and L1 2 nanoprecipitates, was primarily governed by surface energy–driven mechanisms and solute trapping under rapid cooling. These microstructures enhanced the local hardness and elastic modulus, primarily due to the increased number density of Fe-rich particles, highlighting their dominant role over size or morphology in strengthening Cu–Fe alloys. This study provides new insights into the microstructural evolution of immiscible alloy systems. The findings offer a foundation for microstructural tailoring to enhance mechanical performance and expand the potential applications of Cu–Fe alloy systems in advanced engineering technologies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».