超導(dǎo)強(qiáng)磁場對(duì)定向凝固Pb-Sn共晶生長影響的研究.pdf

1、本文進(jìn)行強(qiáng)磁場下Pb-Sn共晶合金定向凝固實(shí)驗(yàn)研究,以便了解強(qiáng)磁場對(duì)共晶合金生長的影響,對(duì)于強(qiáng)磁場下材料制備研究具有十分重要的意義.實(shí)驗(yàn)采用超導(dǎo)強(qiáng)磁場定向凝固爐,在加熱爐中產(chǎn)生磁場強(qiáng)度最高可達(dá)14T(特斯拉)的縱向穩(wěn)恒強(qiáng)磁場,磁場方向與定向凝固方向一致.實(shí)驗(yàn)中,在定向凝固爐中加熱Pb-Sn共晶合金到450℃并保溫半小時(shí),然后使凝固速度變動(dòng)于0.5~15μm/s,(固-液界面前沿液相溫度梯度為45K/cm),液淬速度為15mm/s,冷卻介

2、質(zhì)為Ga-In-Sn液態(tài)金屬,使得加熱爐中的液態(tài)金屬由下而上定向凝固.用普通金相顯微鏡和掃描電鏡觀察金相組織,并根據(jù)掃描電鏡照片分析了強(qiáng)磁場對(duì)共晶片間距的影響;X射線衍射儀測定分析了強(qiáng)磁場對(duì)Pb-Sn共晶晶體學(xué)位向關(guān)系的影響.試驗(yàn)結(jié)果分析表明:無磁場時(shí)的共晶生長縱向形態(tài)為規(guī)則排列的共晶層片,并且晶體的生長方向沿?zé)崃鞯姆捶较?即豎直向上生長,且寬度均勻;而施加強(qiáng)磁場時(shí),共晶體斜向排列,亦即偏離了豎直方向,甚至某些產(chǎn)生近乎橫向起伏的排列.其

3、產(chǎn)生的原因似乎與強(qiáng)磁場改變了共晶中領(lǐng)先相Pb的界面能有關(guān).并且合金中共晶體斜向排列存在磁感應(yīng)強(qiáng)度和凝固速度的臨界值,10T強(qiáng)磁場下,凝固速度小于5μm/s時(shí),磁場使其偏離豎直方向生長的作用較明顯;凝固速度一定的情況下,磁場強(qiáng)度大于6T時(shí),強(qiáng)磁場才會(huì)使得Pb-Sn共晶合金微觀組織偏離豎直方向生長.X射線衍射分析表明:施加強(qiáng)磁場使得Pb-Sn共晶合金微觀組織偏離豎直方向生長,是由于強(qiáng)磁場使得定向凝固Pb-Sn共晶合金的晶體學(xué)上發(fā)生了變化.另