电磁铸造大板坯凝固过程中热裂纹萌生机理分析

依据电磁铸造（ＥＭＣ）大板坯凝固进程的数值模拟结果，建立了预测热裂纹萌生部位及应力的解析表达式对板坯产生的裂纹及其材质的组织结构的评价表明：热裂纹的萌生与材料的力学性能及组织结构没有必然联系；控制凝固过程中板坯表面温度是减少热裂纹萌生的有效方法。所得结果与裂纹实际情况吻合。     

空心管坯软接触电磁连铸技术研究

提出空心管坯软接触电磁连铸方法,以Sn-3.5%Pb合金为模拟金属,采用激光实测的方法研究了不同电源功率下弯月面形状,并进行了空心管坯软接触电磁连铸实验.研究表明:施加中频电磁场,管坯型腔内熔体形成具有一定高度的悬浮液柱;功率增加,弯月面隆起高度增加,金属熔体与外结晶器之间的接触角增大,接触点位置降低,对金属熔体与内结晶器之间的接触角影响不大,与内结晶器的接触点上升;与普通连铸空心管坯相比,软接触电磁连铸空心管坯的表面质量光洁,凝固组织得到显著细化.     

电磁驱动力对金属铸坯凝固的影响

利用低熔点Sn 3.5wt%Pb合金模拟钢的凝固末端电磁搅拌的实验条件,研究了电磁驱动力对铸坯凝固进程的影响。研究表明：在电磁驱动力作用下,半固态区存在一个边界层,边界层表征电磁驱动力作用的极限区域,边界层以内熔体的流速随着搅拌器线圈电流的增大而增大,电磁场对边界层以外的熔体影响不大;电磁搅拌驱动力使固－液界面或边界层向外推移,铸坯凝固坯壳变薄;电磁搅拌力对半固态的金属熔体具有熔蚀、冲刷作用,阻碍柱状晶生长,使凝固壳生长均匀,且内表面光滑无突起。     

新金刚石

新金刚石是具有面心立方(Fcc)结构的金属性碳，其空间群为Fm-3m，晶格常数为0．3594nm。尽管新金刚石和金刚石的结构不同，但其某些晶面衍射峰与金刚石一致，1991年被日本科学家Hirai命名为新金刚石(New-Diamond，Ndjamond)。2001年Konyashin用实验证实新金刚石为面心立方结构的碳。在此以前，新金刚石在许多的实验过程中也曾获得过。     

熵调控抑制ZrNiSn基half-Heusler热电材料的晶格热导率

ZrNiSn基half-Heusler热电材料具有较高的热导率, 限制了其热电性能进一步提高。为了降低晶格热导率, 本研究采用磁悬浮熔炼和放电等离子烧结的方法制备ZrNiSn和Zr_0.5Hf_0.5Ni_1-xPt_xSn (x=0, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3)高熵half-Heusler热电合金。在Zr位进行Hf原子替代, Ni位进行Pt原子替代以调控该合金的构型熵, 并研究构型熵对热电性能的影响。本工作优化了Zr_0.5Hf_0.5Ni_0.85Pt_0.15Sn在673 K的最小晶格热导率和双极扩散热导率之和为2.1 W·m^-1·K^-1, 与ZrNiSn相比降低了约58%。这一发现为降低ZrNiSn基合金的晶格热导率提供了一种有效的策略, 有助于改善材料的热电性能。     

液相法合成碳酸钴的过程控制

本文着重考查了碳酸钴合成过程中氯化钴的浓度、反应温度、加料速度及表面活性剂等因素对碳酸钴的成核、生长的影响,通过以上条件的优化选择,利用液相法合成理想的碳酸钴晶体。     

TiB2/Al-Cu-Li复合材料时效析出及组织演变对力学性能的影响

研究了TiB₂/Al-Cu-Li复合材料T6工艺的微观组织演变和时效析出对力学性能的影响。通过气氛保护熔炼法制备了TiB₂/Al-Cu-Li复合材料。结果表明：在铸态合金的微观组织中,TiB₂颗粒和共晶相主要分布在晶界周围。均匀化处理后,大部分共晶相回溶。轧制变形后,TiB₂颗粒沿着轧制方向被拉长,产生了大量位错。固溶处理削弱了轧制产生的Brass织构和S织构,回溶了轧制产生的析出相。在175℃温度下进行时效,欠时效过程中,δ’(Al₃Li)/β’(Al₃Zr)为主要析出相。随着时效时间的增加,到22 h峰时效时,T1相为主要析出强化相。通过位错强化和析出强化的共同作用,随时效时间增加,屈服强度和抗拉强度先上升后下降,延伸率持续下降。复合材料峰时效的极限抗拉强度为562.7 MPa,屈服强度为475.9 MPa,延伸率为4.5%。     

电磁搅拌对灰铸铁宏观偏析的影响

研究了电磁搅拌对Fe—C合金宏观偏析的影响。结果表明,在强烈搅拌下,大块石墨富集试样外表面,在试样的纵向和径向存在明显的宏观偏析。界面前附加环流的存在是径向偏析产生的原因。此外,生长速度对宏观偏析也产生影响。     

Separation efficiency of alumina particles in Al melt under high frequency magnetic field

The effects of separation time and magnetic induction intensity on the separation efficiency of alumina particles with diameters varying from 30 to 200 μm in aluminum melt were investigated. The experimental results show that the particle-accumulated layer is formed in the periphery of the solidified specimen when the diameter of the separated molten metal, the magnetic induction intensity and the separation time are 10 mm, 0.04 T and 1 s, respectively. When the separation time is 2 s, the particle-accumulated layer can be observed obviously and the separation efficiency is about 80%. There are few alumina particles in the inner of the solidified specimen when the separation time is 3 s. The separation efficiency higher than 85% can be achieved when the separation time is longer than 3 s. When the magnetic induction intensity is 0.06 T, the visible particle-accumulated layer can be formed in 1 s and the separation efficiency is higher than 95%. The experimental results were compared with the calculated results at last.     

电磁搅拌法制备复合材料过程的工艺优化

分析比较了电磁搅拌法制备复合材料工艺中 3种颗粒加入方式对铸锭宏观组织的影响 ,提出了在旋转熔体中加入挡板来改进工艺的方法。3种颗粒加入方式中 ,底部加入法使得颗粒和合金液之间的剪切力最大 ,强的剪切力有利于混合过程的进行。利用工程计算软件ANSYS模拟了旋转磁场作用下的流场 ,分析了不同挡板形状、倾斜角度对流场的影响 ,设计了一种复合挡板 ,获得了最佳工艺参数。加入挡板能限制旋涡的产生 ,并在轴向上产生强烈的流动。倾斜角度呈 6 0°时 ,效果最佳。利用复合挡板和底部加入法 ,制得了组织致密、颗粒分布均匀的铝 /电气石复合材料。