永磁材料未来十年研究展望

在未来的１０年里,永磁材料的研究与开发将主要呈现３个特点：磁体综合化,合金成分多元化和制备工艺高技术化。ＮｄＦｅＢ系合金,Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｘ（ｘ＝２－３系合金仍将是研究的热点。     

颗粒增强金属基复合材料的制备技术和界面反应与控制

金属基复合材料被誉为２１世纪的材料,其中短纤维或陶瓷颗粒增强金属基复合材料（ＰＲＭＭＣｓ）更具有吸引力。铝合金和镁合金是基体材料的最佳候选者,而陶瓷颗粒由于具有优异的性能倍受青睐。在金属基体中加入增强相,可以提高材料的强度、弹性模量、硬度、耐磨性,降低热膨胀系数,改善高温性能和抗疲劳性,然而会导致材料的塑性、韧性下降。近年来,发展了许多制备技术,根据工艺的温度可分为三类：液相工艺、固相工艺和液－固两相工艺。增强相与基体之间的界面反应取决于制备工艺、增强相与基体材料的组成、温度和时间等因素,反过来又对制备工艺和材料的性能产生重要的影响,控制界面反应使之有利于制备工艺和材料的性能是研究的重要目标之一。本文重点对颗粒增强金属基复合材料研究中制备技术和界面反应与控制等热点问题进行分析讨论。     

Mn掺杂对Ba0.7Sr0.3TiO3热演变及相组成的影响

采用溶胶-凝胶法在醋酸溶液体系中制备了未掺杂和掺Mn的钛酸锶钡的凝胶和粉末,采用DSC和XRD研究了Mn掺杂对Ba0.7Sr0.3Ti1-xMnxO3(BST)热演变及相组成的影响。结果表明:Mn掺杂强烈影响BST体系的热演变过程特别是晶化过程,由未掺杂BST体系的双相变过程逐渐变成单相变过程;在相同热经历状况下,Mn掺杂BST体系的晶化反应充分完全,BST相结晶性良好;Mn掺杂增大BST晶体(110)晶面间距并细化晶粒尺寸。掺Mn(x=0.10)的BST体系经210～340℃热解2.5h,750℃晶化退火0.5h后可以得到单一的BST相。     

单向凝固中温度梯度和凝固速度对铝硅合金共晶生长形态的影响

对Al-13Si-0.2Sr-0.35Mg合金进行了一系列单向凝固实验,研究了界面前沿温度梯度GL和生长速度R对铝硅合金共晶生长形态的影响。结果表明,GL和R对Sr变质的非小面-小面Al-Si体系共晶生长的影响符合界面稳定性理论,随着R的增大和GL的减小,界面前沿成分过冷变大,共晶体生长形貌经历了从平界面失稳到胞状晶、胞状树枝晶、柱状树枝晶和等轴晶转变。     

Sr+B联合熔体处理对Al-Si-Mg合金组织和力学性能的影响

考察了A1—lB中间合金对0．030％Sr变质的A1—11．6％Si0．4％Mg合金组织和力学性能的影响。发现A1—B中间合金在近共晶铸造A1—Si合金中具有优异的枝晶细化能力。通过比较3种不同熔体处理条件下(末变质 未枝晶细化处理、0．030％Sr变质处理、0．030％Sr 0．028％B联合熔体处理)合金铸态和T6状态下的力学性能并对断口形貌进行分析，可以得出在近共晶铸造A1—Si合金中同时加入Sr，B进行枝晶细化和共晶Si变质联合处理是十分必要的。     

等离子喷涂在先进材料研究与开发中的应用(二)──等离子制粉、植入与辅助沉积薄膜

等离子喷涂由于具有高洁净气氛、高热焓、高反应速度、高冷却速度、原位快速团结成形及中间环节少等特点，在先进材料研究与开发及现代成形制造技术中的应用越来越多。该文综述了等离子喷涂技术在等离子喷涂涂层、等离子近净成形、等离子合成高附加值材料、等离子制备超细微粉、等离子植入和等离子辅助沉积薄膜等方面特别是在等离子喷涂FGMs和等离子辅助沉积金刚石薄膜中的应用。     

共晶硅变质机理研究进展

随着对共晶Si变质机理的深入研究,相继发现了一些新的证据,提出了一些新的假说。共晶Si的变质机理主要存在两种：形核理论和生长理论。“小面-非小面转变说”的核心是Si相的形核受到抑制,而“毒化”机制、Zigzag孪晶生长模型及杂质诱发孪晶机制揭示了变质时共晶Si晶体的生长行为。文中对共晶Si的变质机理研究进展进行了综述。     

等离子喷涂与先进材料研制

本文综述了等离子喷涂技术在等离子喷涂涂层、近净成形、合成高附加值材料、制备超细微粉、植入和辅助沉积薄膜等方面特别是在等离子喷涂ＦＧＭｓ和辅助沉积金刚石薄膜中的应用。     

浇注速度对铸件充型过程流场影响的数值模拟

基于ANSYS软件的CFD模块,利用不可压缩流体的流动控制方程和标准的K-ε模型,以1623K的HT150金属液为对象,对不耦合温度场时铸件充型过程的二维流场进行数值模拟,考察了浇注速度的影响。结果表明,浇注速度对流场的影响显著。当浇注速度较低(0.7m/s)时,金属液充型平稳,基本上不存在卷气现象,自由表面几乎一直保持水平状态直到充型结束,但在充型开始到整个直浇道被金属液填满的过程中发生多次流体分离现象。随浇注速度的提高,流体分离现象显著降低甚至消失,金属液与型壁碰撞加强,卷气的倾向增强。当浇注速度为1.3m/s,金属液与型壁撞击强烈,卷气明显,充型过程极不平稳,自由表面波动剧烈。综合比较的结果表明较为合适的浇注速度为1.0m/s。