金属材料直流磁场干摩擦的研究进展

磁场干摩擦主要是研究磁场强度参量对材料干摩擦磨损性能的影响机理和规律。系统综述了金属材料直流磁场干摩擦的研究过程、研究方法和相应研究成果。阐述了不同磁属性(抗磁性、顺磁性和铁磁性)材料的磁场干摩擦特性及其机理,得出材料磁导率与其磁场干摩擦学特性有一定对应关系,材料磁导率越大,磨损率和摩擦系数的减小趋势越明显,并指出了试验研究中遇到的问题,如应关注摩擦副材料选配、磁场施加装置、摩擦接触方式及装卡装置等。为了避开材料化学成分不同造成的干扰,设计了三种制备方案,发现通过热处理工艺改变微观组织相含量或添加铁、钴、镍等铁磁性元素进行化学成分设计等常规的材料制备方法,难以达到目的。最终利用奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti较大的冷加工硬化特性,采用常温下锻造工艺制备了不同磁导率的几种相同成分材料,使磁导率成为关键变量。研究了磁场强度、材料磁导率与其磁场干摩擦特性的交互影响情况和规律,并展望了未来需要开展的研究方向。     

1995～1996年金属磁性功能材料进展

综述了１９９５￣１９９６年间几种金属磁性功能材料的新进展，这些材料包括Ｆｅ－Ｓｉ超薄磁性材料，纳米晶稀土永磁材料，新的巨磁阻抗材料，磁屏蔽和电磁屏蔽用的非晶磁性材料，准晶磁性材料，超导性磁性材料。     

应力和晶粒组织对磁畴动态特性的影响

近年新兴的磁光成像技术,特别是磁畴动态特性可视化技术,为评估铁磁材料的应力状态提供了一种新的磁检测方法。为研究应力和晶粒组织/晶界对磁畴动态特性的影响,通过磁光成像装置,观测取向硅钢片在施加不同的应力和外加磁场时表面磁畴结构的变化。结果表明:应力作用下,附加磁畴数量减少,从点状附加磁畴转变为长条状主磁畴,且应力增加会使主磁畴平均宽度减小,主磁畴完全翻转所需要的磁场减小;外加磁场作用下,可使磁畴向磁场方向转动,磁场强度的增加,使与外加磁场同向的磁畴面积增加。同时,晶粒组织结构和内部的各向异性,以及晶界处的能量和钉扎作用,都会影响磁畴结构和磁畴壁的运动状态。研究结果有助于理清铁磁构件的磁弹耦合效应和磁检测技术的微观物理机制,为提高应力评估的灵敏度和可靠性提供重要的科学依据。     

新型铁基纳米晶合金软磁性能的研究

本文研究了(FeCo)73．5Cu1Nb3(SiB)22．5铁基纳米晶合金在不同退火条件下的磁性能。与典型成分的Finemet合金相比，该合金铁损和矫顽力很低，有优良的综合软磁性能且磁场退火效果很好，这种更好的磁场退火效果来源于该合金有大的磁感生各向异性常数Ku。     

磁驱动相变材料研究进展

磁驱动相变材料利用外磁控制下铁弹马氏体变体重排或磁诱导一级相变产生的形状记忆效应来捕获应变,兼具铁弹形状记忆与磁致伸缩功效特征。Heusler型Ni—Mn．X（X=Ga或In）系磁驱动相变合金材料具有磁感生应变大、能量密度高、反应速度快等优点,是未来重要磁传感器和磁驱动器研制的关键。主要介绍了国内外Ni-Mn-Ga、Ni-Co-Mn-In、反铁磁体等磁驱动相变材料的研究进展,以及本课题组利用高能Xx射线衍射和中子散射技术对磁驱动相变材料的原位研究。最后,展望了磁驱动相变合金材料的发展趋势。     

Ultra-thin Laminated Metal Composites with Ultra-high Strength and Excellent Soft Magnetic Properties

Structural metallic materials with excellent functional performance and lightweight features have always been the goal of material scientists' pursuit.In this work,laminated metal composites of different thicknesses(less than 0.4 mm) composed of structural materials with great differences in deformation ability were successfully fabricated via a novel processing procedure.Ultra-high strength and excellent soft magnetic properties were combined perfectly in the ultra-thin and super-light laminated metal composite strips due to unique structural design and essential attributes of the initial materials.These results emphasize the significant potential application value of the ultra-thin laminated metal composites in the field of structural and functional integration.     

MnBi合金的结构与永磁性能

本文综述了有关MnBi低温相永磁材料方面的最新研究进展，对MnBi永磁合金的制备方法、结构及其永磁性能作了较为详尽的介绍。快淬和高能球磨方法可望成为单相性好的MnBi永磁合金的实用制备工艺。合金化方面的研究也显示出MnBi系合金的潜力。MnBi合金有望成为永磁性能较好且有好的温度特性(尤其是在高温时有很高的矫顽力并有正的矫顽力温度系数)的材料。MnBi合金可作为特殊用途的永磁材料，在许多领域获得应用。     

磁性磨具光整加工中基于Halbach Array的磁场设计与实验研究

目的提高磁性磨具表面光整加工技术对30CrMnSi高强度结构钢表面的加工效率,解决以往永磁式磁性磨具光整加工中磁场强度弱、磁能利用率低的问题。方法首先对30CrMnSi导磁工件的材料去除机理进行分析,探讨了磁感应强度B对工件材料去除的重要性。然后基于海尔贝克阵列(Halbach Array)进行了磁场的设计,通过理论计算和仿真分析,确定了永磁单元尺寸和磁场布置方案。最后以自制粘接性磁性磨料,对30CrMnSi板材进行单因素光整加工实验。结果根据磁场计算和仿真结果,确定了Halbach Array永磁阵列两个周期为最佳的磁场布置方案,并获得了理想的磁场强度和最佳的磁场分布。对30CrMnSi板材的加工实验表明,粗糙度下降百分比(%ΔRa)随着磁极转速和磨粒目数的增大而增大;磁性磨料中铁磁相与磨粒相质量比为3∶1、磁极转速为500 r/min、磨粒目数为240目时,加工效果最好,获得了Ra=0.129μm的表面,粗糙度最大下降百分比为90.74%。结论使用HalbachArray的方法对永磁场进行设计,可以增大加工区域的磁场强度并改善磁场分布,从而提高对30CrMnSi高强度结构钢表面的加工效率。     

MgB_2/Fe超导磁体磁场分布的数值分析

为了获得高分辨率的稳定清晰图像,用于磁共振成像(MRI)系统的超导磁体应在一定区域内产生高均匀度的磁场,而MgB2/Fe超导带材中的Fe包套材料的磁化作用会影响到空间磁场的分布。因此在设计基于MgB2/Fe复合超导带材的MRI超导磁体时,Fe对磁场分布的影响是需要考虑的关键问题之一。本文使用有限元方法计算MgB2/Fe超导带材的工程磁导率μeng,并在此基础上研究Fe的非线性磁化特性对磁体磁场分布的影响,可为MRI用MgB2/Fe超导磁体的应用提供分析方法上的依据和参考。     

小孔内表面磁力研磨加工技术研究进展

磁力研磨加工是提高小孔内表面质量的一种重要光整技术,利用该技术能高效提升小孔类零部件在极端环境下的使役性能。针对小孔内表面的磁力研磨光整加工,按其发展历程对磁力研磨加工技术进行总结,归纳了磁性磨粒研磨、磁针磁力研磨、液体磁性磨具研磨、超声辅助磁力研磨和电解磁力复合研磨等加工方法的技术特点,并分析评述了其局限性。对磁力研磨加工过程中材料去除机理进行了研究,材料主要以微量切削与挤压、塑性变形磨损、腐蚀磨损、电化学磨损等方式去除,材料种类不同,去除机理也不同。其中,硬脆性材料主要以脆性断裂、塑性变形和粉末化的形式去除;塑性材料在经历滑擦阶段、耕犁阶段和材料去除阶段后主要以切屑的形式去除。此外,还对磁力研磨加工过程中的材料去除模型进行了研究,对单颗磁性磨粒材料去除模型和“磁力刷”材料去除模型进行了分析讨论。最后,对磁力研磨加工技术今后的研究发展给出了建议并进行了展望。     

Materials processing with high direct-current magnetic fields

Applications of magnetohydrodynamics (MHD) in metals processing, using a constant magnetic field, are now well understood. MHD are widely used to stabilize or to shape a surface, to brake motion, or to suppress random velocities in a liquid metal, and even to develop thermoelectromagnetic convection near a solidification front. Due to progress in superconducting materials and the development of cryogenic technology, constant magnetic fields of high intensity are now available, opening the way to the exploitation of new phenomena that could lead to new methods of materials processing.     

脉冲磁场对TC4钛合金析出行为及力学性能的影响

为了探讨脉冲磁场对TC4钛合金析出行为的影响,在其时效过程中施加了脉冲磁场,分别在形核阶段和长大阶段进行观察与分析,利用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机研究脉冲磁场在TC4时效过程中对显微组织、强度和塑性的的影响,并通过经典形核理论及扩散理论分析了脉冲磁场在时效过程中的作用机制。结果表明,由于脉冲磁场的加入,TC4析出速度明显提高,相同时间下析出相的体积分数增加,在保证力学性能的前提下,降低了时效所需的时间。施加脉冲磁场时效2 h相较于未施加脉冲磁场4 h延伸率塑性提高了21.68%,抗拉强度基本一致。在脉冲磁场和温度场耦合作用下时效,可使TC4提前（2h）进入过时效阶段;在拉伸断口方面,施加脉冲磁场在2h前断口形貌为韧窝断口,但当时间增加至2 h后,断口逐渐转变为准解理断口形貌,表明脉冲磁场可以加速时效进程。分析认为,脉冲磁场通过磁吉布斯自由能促进了TC4在时效过程中次生相的析出及长大,是由于降低临界形核功和促进原子扩散的协同效应所致。     

纵向磁场动态电脉冲快速退火FeBSi非晶合金的力性与磁性

采用动态电脉冲纵向磁场退火法，对Fe78B13Si9非品合金条带实施连续快速退火．测定了该合金条带的应力松弛、退火脆化及软磁性能随动态脉冲加热工艺参数的变化规律．试验结果表明，适当的动态脉冲加热工艺参数的配合，可以使Fe78B13Si9非晶合金条带的液淬内应力基本上完全松弛，磁性能优于最佳常规退火处理的条带性能，同时也完全消除了退火脆化现象．     

硬磁-软磁相的短程交换作用与界面原子磁矩

借助层状模型,研究了硬磁相与软磁相原子的短程交换作用对界面原子磁矩取向的影响。结果表明,短程交换作用使得界面附近硬磁相和软磁相各自几个变换作用长度范围内,原子磁矩以特定的方式取向排列。这种特定的取向排列可称为界面磁各向异性。界面磁各向异性信赖于硬磁相易磁化方向的相对取向和软磁相的厚度,其包含的能量随软磁相厚度的有一极大值,在晶粒尺寸为几十个纳米的复相纳米永磁中,界面磁各向异性显著依赖于软磁相晶粒尺     

Finemet型纳米晶合金热处理工艺研究进展

热处理工艺是改善纳米晶合金软磁性能极为有效的方式,本文对纳米晶带材的热处理工艺研究状况进行了系统总结,并对不同热处理方式的优缺点进行了比较。常规退火和焦耳退火作为加热方式决定了合金退火后的晶粒尺寸和晶化相比例,是获得最佳性能的前提;磁场退火和应力退火作为外场施加方式,可以改变合金在退火后的磁滞回线形状,获得更高的感生各向异性,降低材料在一定磁场强度下的恒定磁导率。常规加热和磁场退火的发展应用已比较成熟,而焦耳加热方式和应力退火分别受工艺装备和生产效率的影响,在应用方面存在滞后。然而,焦耳退火的高效率和应力场退火后的高感生各向异性值也表现出极大的优势,具备未来产业化应用的潜力。     

Anisotropy of mechanical properties in cold rolled electrical sheets of goss texture

Electrical sheets display beneficial properties and are thus good constructional materials for magnetic circuits of transformers and electrical machines and equipment. The anisotropy of mechanical properties is brought about by sheet crystalline structure and texturing. The phenomenon was analyzed quantitatively. The anisotropy of mechanical properties in cold rolled electrical sheets was correlated with the anisotropy of magnetic and electrical properties.     

磁场类型对金属凝固机理的影响研究综述*

利用磁场辅助制备的合金综合性能优异,广泛应用在工业生产、交通运输、航空航天等领域。不同磁场参数环境下合金硬度、耐磨性等服役性能有所差异,作用机理复杂多变。对新工艺驱动下不同磁场对金属凝固过程的作用规律进行总结, 弥补目前磁场辅助金属表面加工方法的研究短板,对金属表面工程发展有重大意义。归纳科研人员在不同磁场环境对金属表面加工的研究探索,分析对比金属材料在不同类型磁场环境下的晶核形核和生长过程差异,总结金属凝固过程在不同磁场下的变化规律,如晶界形貌改善、形核率提高、晶粒细化等。从晶粒微观形貌和合金宏观性能表现两方面出发,分析磁场作用下熔体内部传热传质变化,揭示稳恒磁场、脉冲磁场和交变磁场对金属凝固影响的作用机理,讨论不同参数的磁场对熔体作用效果差异,如磁场对熔池内部流动扰动、熔体内带电粒子受到的洛伦兹力等。综上,晶粒细化、合金性能提高是磁场作用下熔池传热传质变化和磁场作用力的综合体现。综合研究对比稳恒磁场、脉冲磁场和交变磁场对金属凝固的作用特点和作用机理,综述金属凝固领域当前热点问题,有助于统一磁场环境下金属凝固机理的争论,填补磁场环境下金属表面加工工艺的空白,对推进高性能金属表面制备研究有借鉴意义。     

磁场深冷处理对60Si2Mn力学性能影响

通过对60Si2Mn钢进行深冷处理及磁场强化处理，分析探讨 了深冷处理及磁场深冷处理对60Si2Mn钢组织、性能的影响及规律。认为：无论深冷、还是磁场强化对材料性能都有一定程度的改善作用。特别是二者同时作用时对材料性能的改善最为有利。     

Dynamics of a spiral magnetic structure in an external magnetic field

Static and dynamic properties of a magnet with an easy-plane anisotropy with a spiral magnetic structure placed in an external magnetic field have been analyzed. The energy spectrum and the amplitudes of linear spin excitations have been calculated for this structure. Their field dependences have been analyzed in detail. Tensors of the local and integral dynamic magnetic susceptibilities have been derived. The spin-wave contributions to the temperature-field dependence of the magnetization have been calculated. The possibility of applying the results obtained to the study of NMR in magnets with a spiral magnetic structure is discussed.     

软磁薄带（丝）的巨磁阻抗效应及其应用

介绍了居磁阻抗效应的来源，综述了它和样品的磁各向异性，驱动电流的频率，样品的电导率及厚度的关系，并简要介绍了它的应用。