磁性材料在磁场中凝固取向的临界条件研究

抑制凝固过程中熔体内部的湍流是获得沿易轴取向晶体组织的关键。在凝固过程中，熔体内部的对流状态主要受冷却速率影响，修正的瑞利数被用来描述不同冷却速率下的熔体湍流程度。当反映熔体紊乱程度的瑞利数小于磁场作用下的临界瑞利数时，熔体的内部扰动被磁场抑制，生长中的晶体将克服热无序作用平行于磁场沿易磁化轴取向。修正的瑞利数和临界瑞利数接近时的凝固和磁场参数可作为磁性材料晶体生长取向控制的临界条件。     

（110）取向Tb0．36Dy0．64（Fe0．85Co0．15）2合金的磁机械耦合系数

采用区熔定向凝固方法,制备出近似(110)取向Tb0.36Dy0.64(Fe0.85Co0.15)2合金棒.采用交流阻抗分析仪测定其在不同偏磁场和预压应力条件下的阻抗谐振频率,求出磁机械耦合系数(k33).结果表明,在无预压应力状态,k33随偏磁场的增大而增加,在50.9 kA/m达到峰值0.513;施加10 MPa的轴向预压应力状态,k33值降低,其原因是预压应力导致71°畴壁能增加,阻碍了磁矩在磁场中的运动,使得磁能与机械能之间的能量转换效率降低.     

NdFeB薄膜制备及对TbFe薄膜磁致伸缩性能的影响

本文采用磁控溅射镀膜技术,制备NbFeB、TbFe单层及TbFe/NbFeB复合薄膜。通过设计正交试验,优化溅射工艺参数。采用振动样品磁强仪、X射线衍射对不同热处理温度处理的NbFeB薄膜的磁学性能、晶体结构进行了研究,并采用电容位移测量法对TbFe薄膜和TbFe/NbFeB复合薄膜的磁致伸缩系数进行测量。研究结果表明,NbFeB薄膜和TbFe薄膜为内易磁化方向,在低于400℃温度下真空热处理,薄膜保持非晶态,显现较好的软磁性能。与TbFe薄膜复合,可以大大降低薄的矫顽力,其低场磁致伸缩性能优于TbFe单层薄膜,这为提高TbFe薄膜的低场磁致伸缩性能的研究提供了一条新途径。     

定向凝固TbDyFe合金的取向,组织和磁致伸缩性能

采用ＪＳＬ－５００区域熔化真空定向凝固装置,对ＴｂＤｙＦｅ超磁致伸缩合金定向凝固轴向择优取向、组织和磁致伸缩性能的研究表明：温度梯度ＧＬ≈７００Ｋ／ｃｍ基本不变的条件下,当昌体生长速度Ｖ≤１ｍｍ／ｍｉｎ时,晶体以平面晶方式生长;１〈Ｖ≤６ｍｍ／ｍｉｎ时,以胞状昌方式生长;Ｖ＝８－１２ｍｍ／ｍｉｎ时,晶体按胞枝晶方式生长（胞状晶树枝晶转变的初始阶段）;当Ｖ〉１５ｍｍ／ｍｉｎ时,晶体按发达的树枝晶方式     

稀土磁致伸缩材料的热处理

研究了真空悬浮定向凝固工艺生产的稀土磁致伸缩材料的热处理及其对材料组织、性能的影响,结果表明,定向凝固工艺生产的材料可以沿轴向形成择优取向;在９００－９５０℃范围内,保温１－２ｈ退火后,可以明显提高材料的λ和（ｄλ／ｄＨ）值,改善材料的磁致伸缩特性。     

一种GMA高速开关阀的结构设计与磁场仿真分析

本文设计了高速开关阀用GMA的结构形式,计算了GMM棒所需的长度和直径,并结合高速开关阀的工作特点设计了线圈尺寸。通过Ansoft软件对GMA的磁场分布做了详细分析,得出采用低磁导率的导磁块时GMM棒轴向磁场不均匀度最小,且导磁块与GMM棒相对磁导率相同或接近时磁场不均匀度改善可达到最优,气隙宽度对GMM棒磁场不均匀度影响较显著,且当气隙宽度为0.4mm时磁场不均匀度最小,线圈安匝数主要影响GMM棒上的磁场强度大小,对磁场不均匀度影响甚小。     

稀土超磁致伸缩材料的磁场热处理研究

超磁致伸缩材料是一种先进的能量转换材料,在高新技术和国防军工领域具有重要的应用价值。在概述TbDyFe超磁致伸缩材料的特点及发展现状基础上,重点介绍了〈110〉取向材料的磁场热处理研究。在实验方面,采用区熔定向凝固技术制备了〈110〉取向TbDyFe多晶材料,在略高于居里点温度退火时施加磁场,不改变晶体学择优取向和凝固组织,但能调控初始磁畴分布状态,改变服役时的磁矩运动过程,从而改善材料磁致伸缩和力学性能。在模拟研究方面,建立了基于能量最低原理的磁畴旋转模型,模拟了磁热感生各向异性诱导的初始磁矩再取向过程,得到了形成单轴各向异性的临界值;模拟了感生各向异性强弱对磁致伸缩“Jump”效应的影响规律,探讨了磁场热处理对〈110〉取向晶体磁致伸缩的作用机理。     

磁场干涉下材料干摩擦的研究进展

简要介绍了目前国内外关于磁场条件下金属材料干摩擦学的研究进展,归纳并分析了材料磁学基本参数与磁场参数对材料干摩擦学性能的磨损机理;强调了磁场参数对于磁场环境干摩擦学研究的重要性;提出了不同工况下磁场干摩擦学研究的一些思路。     

退火磁场施加方式对Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金磁伸性能的影响

研究了磁场退火时磁场施加方式对《110》取向Tb0.3Dy0.7Fe1.95定向凝固多晶合金磁致伸缩性能的影响.退火磁场强度为1T,保温时间30 min.研究表明,在623K下采用垂直磁场且冷却时保持磁场的方式退火,可改善综合磁伸性能,如提高饱和磁致伸缩系数并使低场磁致伸缩系数基本不变,提高最大动态磁致伸缩系数且其对应的磁场基本不变.冷却阶段撤去磁场会减弱磁场退火的作用,而平行磁场退火的效果与垂直磁场相反.     

Bi-Mn合金片状初生MnBi相在强磁场中的凝固组织

进行了强磁场下Bi-Mn合金的全熔和半固态实验,研究了MnBi相在强磁场中的凝固行为．在10T强磁场下从全熔态和Curie点以上半固态开始凝固的实验中,MnBi相在360℃左右逐渐形成片状相,其短轴为易磁化轴;加磁场后易磁化轴转向磁场方向,并沿磁场方向定向排列和聚合,最终形成条状组织;片状相在强磁场的作用下有分裂趋势．结合晶体的磁各向异性和生长各向异性的特点,从磁化理论和晶体学出发,分析了Bi—Mn合金初生MnBi相在磁场中的凝固行为．     

磁场在材料凝固技术中的应用研究现状

介绍了磁场分类及其在材料凝固技术中的应用研究现状。磁场可分为稳态磁场和非稳态磁场,其中稳态磁场又可分为尖角磁场(CMF)、垂直磁场(VMF)、水平磁场(HMF);非稳态磁场可分为旋转磁场(RMF)、行波磁场(TMF)、脉动、脉冲、交变磁场(AMF、PMF)和复合电场磁场(EMF),同时具体阐述了每种磁场的机理及其在材料凝固技术中的应用情况。最后对未来的电磁凝固技术进行了展望。     

合金凝固过程中晶粒磁取向的动力学研究

提出了合金凝固过程中晶粒磁取向的动力学模型，获得了晶粒取向时间的分析解，确定了取向时间与介质粘度、晶粒长径比、晶粒各向异性磁化率差以及磁场强度的理论关系，应用这个关系对顺磁性超导材料Bi-2212和磁性材料Bi-3％Mn的取向时间进行了预测，将Bi-3％Mn合金在300℃下熔化，并在不同的磁场下淬火，获得了有取向的MnBi织构，晶粒的取向时间小于1s，与理论预测一致。     

强脉冲磁场对Al-Cu共晶合金定向凝固组织的影响

用自行研制的脉冲磁场发生装置，研究了在强脉冲磁场作用下Al-Cu共晶合金的定向凝固组织，分析了脉冲磁场强度对合金定向凝固组织的影响。结果表明：脉冲磁场对Al-Cu合金凝固组织有着显著的细化作用：脉冲磁场强度对细化效果起着关键性的作用；同时指出了实验中的新现象和新问题。     

磁场对偏晶合金定向凝固组织的影响

横向均匀静态磁场可以有效地抑制定向凝固过程中熔体中的对流;磁场的作用使偏晶系 Ａｌ６ ．５ Ｂｉ 合金纤维组织间距和纤维直径减小,而且组织分布更加均匀。     

交流电磁场对Al-7%Si亚共晶合金凝固组织的影响

研究了在交流磁场下凝固的Al-7%Si合金晶内Si溶质元素含量及凝固组织的变化。实验结果表明:与未施加磁场的试样相比,整个凝固过程施加交流磁场,Al-7%Si合金Si在晶粒内部的含量增加,仅在凝固前期施加交流磁场的样品中,晶内Si含量差别不大。此外,在固相线温度以上(680、630、600℃)开始施加交流磁场,初生α-Al为蔷薇状,在固相线以下开始施加交流磁场,初生α-Al为树枝状。     

强磁场下Al-Mn合金凝固过程的研究

研究了强磁场对Al-Mn合金中A16Mn相形态的影响.在保持磁场度不变的情况下,对不同温度下的凝固组织进行观察,发现磁场对Al-Mn合金中A16Mn相形态产生了明显的影响,强磁场使A16Mn相在凝固时产生了聚合和定向排列的效果,同时对A16Mn析出相取向后聚集长大的过程进行了研究,并给出了相应的理论分析.     

强磁场下金属凝固研究进展

强磁场下金属凝固研究是一个新开辟的研究方向,有着广阔的前景。叙述了强磁场的基本效应,综述了强磁场下金属凝固的研究进展。重点介绍了磁场对凝固动力学、固／液界面稳定性、单相合金生长、共晶生长、热电磁流动及其作用、第二相颗粒运动的影响等方面的研究工作。指出了需要进一步研究的主要问题,以及所需的相关物理参数。     

Co基堆焊合金力学性能的磁场控制

将直流纵向磁场引入等离子弧钴基合金堆焊过程中,研究了磁场强度和焊接电流对堆焊层硬度和耐磨性的影响,并对磁场作用机理进行理论研究分析。结果表明:磁场强度应和焊接电流配合使用;适当的外加磁场不仅可以细化堆焊层金属组织的晶粒,而且由磁场产生的电磁搅拌能够提高堆焊层金属的硬度,使堆焊层的耐磨性也显著增强,从而提高堆焊层金属的综合力学性能。