铸造TiAl合金凝固组织的截面尺寸效应

采用数值计算和试验的方法,研究了直径30~50 mm Ti Al合金铸锭凝固组织的截面尺寸效应。结果表明:受径向散热和轴向散热竞争的影响,Ti Al合金铸锭的宏观组织存在竞争生长区、径向生长区和冒口影响区,随铸锭高径比增大,竞争生长区和冒口影响区占比减小,径向生长区占比增大。在径向生长区内,对于同一Ti Al合金铸锭,随散热距离的增加,柱状晶宽度增大,但增大的幅度逐渐减小;对于不同直径的Ti Al合金铸锭,在相同散热距离处,较大直径铸锭的柱状晶宽度更宽,且不同直径铸锭柱状晶宽度的差值随径向散热距离的增加而增大。通过拟合径向温度梯度和轴向温度梯度与铸锭直径和轴向散热距离的关系,建立了柱状晶生长方向与铸锭直径和轴向散热距离的关系。通过拟合温度梯度和凝固速率与铸锭直径和径向散热距离的关系,并耦合柱状晶宽度与温度梯度和凝固速率的关系,建立了柱状晶宽度与铸锭直径和径向散热距离的关系。     

聚磁参数对直流电磁泵磁场分布影响的数值模拟

直流电磁泵是镁合金铸造过程的重要设备,而电磁铁聚头长度和截面积是影响电磁泵效率的关键参数.作者采用ANSYS软件研究了聚磁头结构对电磁泵聚磁头间隙磁场分布的影响.模拟结果表明,由于聚磁效应,聚磁头结构能有效提高聚磁头间隙处磁感应强度,且随聚磁头长度的增加,磁感应强度分布均匀性有所提高;随着聚磁头截面特征长度的增大,聚磁头间隙处磁感应强度先增大后减小,聚磁头截面特征长度为20~30 mm时聚磁效果最佳.研究结果对于深入认识直流电磁泵的磁场特性并对其优化具有理论价值和现实意义.     

结晶器内磁感应强度分布研究

采用CST—11A型数字特斯拉计对圆坯连铸机结晶器内磁感应强度进行了研究,研究表明:结晶器的磁感应强度随电流的增加而增大,随频率的增大而降低;结晶器内磁感应强度轴向最大位置在距结晶器上口900 mm位置,向两侧陡降;径向分布不均匀,由搅拌器内表面向中心逐渐减小;高频率经结晶器铜管后衰减更大.研究结果对合理制定及优化电磁搅拌工艺参数提供了理论依据.     

利用高频磁场连续分离铝熔体中夹杂物的理论分析

分析了高频磁场作用下铝熔体连续处理时夹杂的去除效率。计算结果表明，夹杂去除效率随管径的增大而降低，而随夹杂平均停留时间的延长以及磁感应强度有效值的增加而增加。提高去除效率的有效途径是增大磁感应强度或降低分离器管径，但减小管径的同时需要相应地提高磁场频率。     

圆坯连铸机结晶器电磁搅拌的研究与实践

对圆坯连铸机结晶器内磁感应强度分布特征和结晶器电磁搅拌对GCr15钢碳偏析的影响进行了研究。研究表明:结晶器的磁感应强度随电流的增强而增大直至趋于平稳,随搅拌频率的增大而降低;结晶器内磁感应强度轴向最大位置在距结晶器上口900mm位置,向两侧陡降;径向分布不均匀,由搅拌器内表面向中心逐渐减小;高频率经结晶器铜管后衰减更大。当M-EMS参数在(450A/3.0Hz),改善了铸坯的C偏析,获得良好的工艺效果。     

小方坯连铸结晶器电磁搅拌工艺参数优化

通过不同电磁搅拌参数条件下结晶器内轴向和径向磁感应强度的测定,得到电流为510 A、频率为3 Hz时结晶器内的磁感应强度值相对较大,结晶器内在径向上的磁感应强度变化较一致,磁场的分布均匀.方坯断面的低倍照片等轴晶测定结果表明,频率为3 Hz及电流为510 A时,铸坯等轴晶率也最大.     

CUSP磁场对直拉硅单晶氧浓度分布影响的数值模拟

利用有限元分析软件对φ300mm直拉硅单晶生长过程进行模拟,分析了保持CUSP磁场对称面与熔体坩埚界面交点处的径向分量不变的情况下,硅单晶中氧浓度分别随CUSP磁场通电线圈距离、通电线圈半径的变化规律.随着通电线圈距离和半径的增大,晶体熔体固液界面氧浓度均逐渐降低.随着通电线圈距离和半径的增大,硅熔体径向磁场强度逐渐增大,对坩埚底部熔体向晶体熔体固液界面处对流的抑制作用加强,固液界面下方熔体轴向流速减小,使得从坩埚底部运输上来的富氧熔体减少,继而固液界面处的氧浓度降低.随着线圈距离和半径的增大,为保持所需磁场强度,施加电流也逐渐增大,从而能耗增大,与增大通电线圈距离相比,增大通电线圈半径所需的电流较大.通过实验,将CUSP磁场对单晶中氧浓度分布影响的数值模拟结果与实际晶体生长进行了对比,实验结果验证了数值模拟的结果.     

大方坯连铸M-EMS参数对磁场和流场分布的影响

采用数值模拟与现场实测相结合的方法,对大方坯结晶器电磁搅拌(M-EMS)过程进行了耦合数值模拟,研究了电磁搅拌参数及结晶器铜管厚度对钢液磁场和流场分布的影响。结果表明:当其他参数不变时,磁感应强度、电磁力和流速随着电流的增大而增加。磁感应强度随频率增加而减小,电磁力和流速随频率的增加而增大;且随着频率的增加,最大磁感应强度、电磁力和流速的变化值减小。对于连铸470mm×350mm大方坯,电磁搅拌电流和频率分别为550A和2Hz,结晶器铜板厚度为35mm时,能起到良好的电磁搅拌效果。     

大圆坯结晶器电磁搅拌器磁场的数值模拟

基于有限元方法,利用ANSYS软件模拟计算了大圆坯连铸结晶器电磁搅拌(M-EMS)器内三维磁场分布,分析了铜管厚度、断面和搅拌电流、频率对磁场分布的定量影响,并通过磁场的实验测定对数学模型进行了验证.研究表明,磁场模拟结果与实测结果吻合得较好;结晶器铜管对磁场具有较强的屏蔽作用,铜管越厚,屏蔽作用越强;小断面结晶器内磁感应强度大于大断面的情况;磁感应强度随着频率的增大而减小,随电流的增大而增大.     

圆坯中频电磁软接触结晶器内磁场分布实验研究

为了研究中频电磁软接触连铸结晶器内磁场分布,通过实验的方法测量出不同电参数和工艺参数下圆坯中频电磁软接触连铸结晶器内磁感应强度的分布情况。实验结果表明:结晶器内磁感应强度随着功率和感应线圈电流的增加而增加;相同功率时随着电源频率的增加先增大后减小,相同电流时随着频率的增加而增加,但是增幅却在减小;在本实验中,相同功率下频率为2500 Hz时产生的磁感应强度最大;随着自由液面的下降,结晶器内磁感应强度先增大后减小,并且当自由液面位于感应线圈的中心高度时磁感应强度达到最大。     

Patient positioning using magnetic implants and magnetic field sensors

In cardiovascular operations, we have usually used heparin-coated cardiopulmonary bypass circuits with low systemic heparinization. Three types of heparin-coated cardiopulmonary bypass circuits are available in Japan: 2 of the 3 have covalent heparin bonding, and the other has ionic heparin bonding. We studied these circuits in ex vivo experiments to explore which were the best in terms of biocompatibility. In this study we compared the Carmeda system (Medtronic) and the Capiox system (Terumo) with covalent heparin bonding, and the Duraflo-II (Baxter) with ionic heparin bonding, evaluating them in ex vivo experiments. They were primed with fresh human blood, and we studied and compared the platelet counts, fibrinogen, D-dimmer, beta-thioguanine (TG), thrombin-antithrombin complex (TAT), and C3a and C4a of each of them. Additional research will be presented in the future.     

Influence of cryogenic temperature on magnetic properties of soft magnetic composites

Abstract

Magnetic properties of Fe based composite materials with different particle sizes under a cryogenic condition have been investigated. Realisation of this venture has been carried out at the liquid nitrogen temperature. Results of energy loss density were obtained from measurements of the static (dc) hysteresis cycles ranging from 0·1 to 1·0 T. In turn, results of power loss density were obtained from measurements of the dynamic (ac) hysteresis cycles ranging from 50 to 1000 Hz and at the maximum flux density of 0·5, 0·8 and 1·0 T. The study confirmed the influence of temperature on magnetic parameters. It has been shown that total power loss density has increased with decreasing temperature. We report changes in a nature of energy loss after immersing specimens made of soft magnetic composites in liquid nitrogen. Measurements of the maximum relative permeability were also conducted.