強(qiáng)磁場對(duì)定向凝固Bi-MnBi共晶組織影響的研究.pdf

1、上海大學(xué)碩士論文摘要本文在本實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)磁場下BiMn合金自由凝固研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行強(qiáng)磁場下Bi廠V1nBi共晶定向凝固實(shí)驗(yàn)研究，以便深入了解強(qiáng)磁場對(duì)MnBi相生長的影響，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)生的磁場強(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。定向凝固爐加熱BiMnBi共晶溫度到6000C保溫半小時(shí)，固液界面前沿液相溫度梯度約為50Ccm，定向凝固

2、速度范圍變動(dòng)是0.5ums~iooums液淬速度為15mms，冷卻介質(zhì)為GaInSn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、掃描電鏡、能譜分析技術(shù)以及化學(xué)分析法測定BiMnBi合金宏觀材料成分X射線衍射儀測定BiMnBi共晶中Bi和MnBi的相、結(jié)構(gòu)以及兩相晶面取向關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果分析表明:BinBi共晶是以非小面一小面共晶生長方式進(jìn)行，MnBi相為誘導(dǎo)相，Bi相以MnBi相為基底形核生長。MnBi纖維平行于溫

3、度梯度方向生長，纖維長直，表面光滑MnBi相橫截面是4字形。當(dāng)凝固速度高于3ums時(shí)，縱截面是規(guī)則的棒狀組織，橫截面是V字形凝固速度在比較慢時(shí)(111msuiims)，才會(huì)出現(xiàn)少量中空六邊形，偶爾還有平行四邊形、梯形、條形及其他復(fù)雜形狀:當(dāng)R1iims時(shí)，形成小葉片的MnBi相組織。與普通定向凝固相比較發(fā)現(xiàn):同樣凝固參數(shù)下，強(qiáng)磁場下制備的共晶組織纖維尺寸變大，纖維間距變寬而且在縱截面上觀察到大量雙生條紋狀共晶組織，橫截面七出現(xiàn)很多粗大中

4、空的六邊形MnBi相隨著凝固速度增大，MnBi相尺寸減少，MnBi相纖維間距也減少。在凝固速度較大時(shí)，與不加磁場相比發(fā)現(xiàn)在縱截面上出現(xiàn)大量雙生條紋，還有一些封口的雙生條紋在橫截面上有較多的平行四邊形、梯形、條形，還有部分中空六邊形凝固速度在3ums以下時(shí)，中空六邊形大大增多，而且有不斷聚積長大的趨勢。這種六邊形不甚規(guī)則，但測量表明，其三組對(duì)邊相互平行，且相鄰邊之間的夾角為1200。最后利用檢測手段初步分析了以上現(xiàn)象的產(chǎn)生，探討了強(qiáng)磁場下

5、MnBi相生長機(jī)理。似乎強(qiáng)磁場促進(jìn)了Mn的聚集擴(kuò)散行為，從而導(dǎo)致粗大組織的形成。關(guān)鍵詞強(qiáng)磁場共晶合金定向凝固BiMn合金上海大學(xué)碩士論文BiMnphaseaccumulationphaseKeywordsBiMnalloywasdiscussed.ItseemsthatthemagneticfieldenhancedtheanddifusionoftheMnandresultedinthecoarseningoftheBiMnHighm