強磁場作用力對材料組織和性能的影響.pdf

1、隨著低溫超導技術的日趨成熟,新型的直流穩(wěn)恒強磁場設備不斷研制成功,目前已被廣泛地應用到了科學研究的各個領域,形成了一些具有廣闊發(fā)展前景的交叉學科.強磁場材料科學也真是在這樣的背景條件下逐漸形成的.強磁場作為一種極端條件,可以使材料表現(xiàn)出在通常情況下所不具備的性質(zhì).在強磁場的作用下,液態(tài)金屬流動、晶粒取向、夾雜物的分離以及材料的固態(tài)相變都將受到影響.目前,強磁場下材料改性和新材料的制備已逐漸受到了廣泛的關注.國內(nèi)外研究工作者在強磁場的應用

2、研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些具有重要價值的強磁場效應.該文首先分析了強磁場的分布狀況,為科學和有效地利用強磁場裝置提供了依據(jù);其次根據(jù)目前國內(nèi)外的研究成果,從力學的角度對強磁場效應進行了分析和計算;最后該文還分別進行了灰鐵、球鐵、45＃鋼強磁場下退火處理,以及Al-12﹪Si合金強磁場下凝固實驗,并對實驗結果進行了分析.利用單積分法,建立了螺線管線圈磁場計算數(shù)學模型,分析并處理了計算表達式中的瑕點,數(shù)值計算過程中采用了龍貝格求積法,最后用VB語

3、言編寫了計算程序并顯示了整個磁場分布.通過對實際強磁場分布的研究發(fā)現(xiàn),強磁場空間各處的磁場強度大小以及梯度分布相差較大,應當在實驗過程中充分考慮到這一點.材料在強磁場下的許多特殊效應都是與受力密切相關的.根據(jù)鐵磁性材料所受的磁化力計算了試樣的懸浮位置.另外,該文還分別計算了試樣處于不同位置時所受到的磁化力大小.磁極間相互作用力很好地解釋了晶體在強磁場下排列取向和聚集長大的現(xiàn)象.利用Lorentz力的作用可以分離夾雜物和控制液態(tài)金屬流動,

4、從而可以組織凈化、性能優(yōu)良的材料.強磁場下球鐵的退火處理發(fā)現(xiàn)了滲碳體分解和碳擴散加速的現(xiàn)象,以及滲碳體在晶界處沿磁場方向排列的現(xiàn)象.對于灰鐵的退火處理,發(fā)現(xiàn)了經(jīng)過強磁場作用后,游離碳增多的現(xiàn)象.45＃鋼的強磁場下退火處理,該文發(fā)現(xiàn)了珠光體沿磁力線分布的現(xiàn)象.另外,還發(fā)現(xiàn)在8T磁場處效果更為明顯的現(xiàn)象,分析認為是由于8T處的磁場梯度較大引起的.在Al-12﹪Si合金強磁場下凝固實驗中發(fā)現(xiàn)了共晶硅粗化的現(xiàn)象,結果表明材料凝固過程中要得到具有