強(qiáng)磁場作用力對材料組織和性能的影響.pdf

1、隨著低溫超導(dǎo)技術(shù)的日趨成熟,新型的直流穩(wěn)恒強(qiáng)磁場設(shè)備不斷研制成功,目前已被廣泛地應(yīng)用到了科學(xué)研究的各個領(lǐng)域,形成了一些具有廣闊發(fā)展前景的交叉學(xué)科.強(qiáng)磁場材料科學(xué)也真是在這樣的背景條件下逐漸形成的.強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)磁場下材料改性和新材料的制備已逐漸受到了廣泛的關(guān)注.國內(nèi)外研究工作者在強(qiáng)磁場的應(yīng)用

2、研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些具有重要價值的強(qiáng)磁場效應(yīng).該文首先分析了強(qiáng)磁場的分布狀況,為科學(xué)和有效地利用強(qiáng)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(xué)的角度對強(qiáng)磁場效應(yīng)進(jìn)行了分析和計算;最后該文還分別進(jìn)行了灰鐵、球鐵、45＃鋼強(qiáng)磁場下退火處理,以及Al-12﹪Si合金強(qiáng)磁場下凝固實(shí)驗(yàn),并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(xué)模型,分析并處理了計算表達(dá)式中的瑕點(diǎn),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(shí)際強(qiáng)磁場分布的研究發(fā)現(xiàn),強(qiáng)磁場空間各處的磁場強(qiáng)度大小以及梯度分布相差較大,應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)過程中充分考慮到這一點(diǎn).材料在強(qiáng)磁場下的許多特殊效應(yīng)都是與受力密切相關(guān)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(qiáng)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(qiáng)磁場下球鐵的退火處理發(fā)現(xiàn)了滲碳體分解和碳擴(kuò)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(qiáng)磁場作用后,游離碳增多的現(xiàn)象.45＃鋼的強(qiáng)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(rèn)為是由于8T處的磁場梯度較大引起的.在Al-12﹪Si合金強(qiáng)磁場下凝固實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了共晶硅粗化的現(xiàn)象,結(jié)果表明材料凝固過程中要得到具有