基于磁通调制法的强磁场计量技术研究

恒稳强磁场在科学研究、生物医疗和材料科学等领域发挥着举足轻重的作用。针对超强磁场难以测量和溯源等问题,采用基于磁通调制原理的强磁场测量方法研制了高稳定强磁场测量装置,通过开发信号调理电路,利用锁相原理获得最佳信噪比,最终获得与被测强磁场磁感应强度相对应的感应电动势值。采用标准磁场对测量装置的线圈常数标定后,该线圈常数可作为传递标准,实现超强磁场的测量和校准。对1～7 T范围内超导强磁场开展测试和比对,并对测量装置及线圈常数进行了详细的不确定度分析评估,结果表明,1～7 T磁场测量的偏差优于0.083%,测量装置引入的相对不确定度达到3×10^-4,这对于超强磁场的测量有重要的参考意义。     

Effects of intense magnetic field on digestion and settling performances of bauxite

The effects of magnetic field intensity, roasting temperature and roasting time on digestion rate and settling performance of bauxite with different iron contents were investigated systematically. The results indicate that such magnetic treatment can profoundly change the microstructure and digestion performance of bauxite. For the two samples carrying different iron contents, phase transformation of the aluminum oxide phase proceeds faster in the high iron bauxite than the low one. The optimal pretreatment conditions of low iron bauxite are roasting temperature 550 ℃ and magnetic field intensity 6 T, while for high iron bauxite are 500 ℃ and 9 T. The digestion rate of alumina can reach 95% and 92% at digestion temperature of 190 ℃ and 250 ℃. The settling performances of roasted ore by intense magnetic field after digestion are enhanced through pretreatment.     

强磁场对锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒形貌的影响

在共沉淀制备非铁磁性锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒的过程中,分别施加零磁场、弱磁场(0.1～0.7 T)和强磁场(10 T),探讨磁场对非铁磁性锰锌铁氧体前驱体纳米颗粒形貌的影响规律.结果表明,当磁感应强度超过某一临界值时,非铁磁性纳米颗粒由球形颗粒向链状颗粒,然后向棒状或者纤维状颗粒转变.在10 T的强磁场下,纳米颗粒长成长径比很大的纤维状,能谱分析结果表明,纤维状颗粒主要为复合铁氧体,而非单一的沉淀产物.随着反应温度增加、溶液滴加时间延长将使纤维直径降低.     

材料热处理及差热信号采集的实验装置设计

从材料热处理及差热信号采集的实验装置设计思路出发,对该装置的关键结构如加热炉、差热系统、温度控制系统以及数据采集系统进行分析说明,根据调试结果,验证了该装置在温度控制、信号采集、数据记录及输出等方面的有效性.该装置不仅可进行一般的材料热处理工艺以及固态相变等方面的研究,还可用于强磁场下的相关研究.     

强磁场下Ni-Co-Mn-Sn合金近平衡凝固的组织调控

利用先进材料处理技术持续优化Ni-Mn-Co-Sn记忆合金(Heusler合金)性能是智能材料领域的研究热点,其磁控记忆性能和机械性能的协同提升强烈依赖于合金凝固得到的微观结构。本文探究了磁场强度对Ni₄₂Co₈Mn₃₉Sn₁₁合金近平衡条件下凝固组织演变的影响规律。结果表明,在无磁场条件下,合金凝固组织主要由D0₃型粗大枝晶及L2₁枝晶间Heusler相组成,在枝晶间上还析出蠕虫状γ相,其中γ相富Co贫Sn,D0₃相富Sn贫Co,L2₁相的成分接近名义配比;D03结构由L2₁结构产生的成分偏析区域形成,析出γ相并非低温下L2₁相的固态反应得到。施加10 T强磁场后,合金的相组成、成分及其形貌未发生明显变化,各相间由于热流作用大于磁场引起的取向排列作用而未产生明显择优分布特征,但因偏析产生的D0₃相含量减少,L2₁相含量增加,...     

强磁场处理固态铝基复合材料的组织和性能

在不同磁感应强度下对固态Al_2O_3增强7055铝基复合材料进行了脉冲磁场处理。经脉冲磁场处理后,铝基复合材料的位错密度随磁感应强度的增加呈上升趋势,分析原因在于位错应变能增加和位错钉扎中心自由基对状态的改变。随着磁感应强度的提高,晶内析出相的取向性减小,数量和尺寸增加;晶界析出相由连续状态转变为断开状态,析出相数量减少、尺寸增大,并出现了明显的无沉淀析出带。这些现象主要源于磁场作用增强了晶体内部溶质原子和空位的扩散;畸变能增加、内应力的释放为析出相析出、长大提供了驱动力。力学性能随磁感应强度的增加,呈现出先升高、后降低的趋势。在B=3 T时,抗拉强度、延伸率和显微硬度达到了548.04 MPa、17.235%和1224 MPa,较处理前试样分别提高了10.3%、16.2%和20.7%。力学性能的改善主要源于位错密度增加造成的位错强化和第二相强化。     

强磁场作用下的40MnMoV钢连续冷却转变组织

本研究选取了中碳合金钢40MnMoV作为实验材料,在其奥氏体化后的连续冷却过程中施加不同强度(0T、6T、10T、14T)的稳恒强磁场.通过显微组织观察、硬度测试及定量金相的方法初步探讨了强磁场对40MnMoV钢连续冷却转变组织的影响.结果显示,强磁场加速过冷奥氏体的高温分解,随所施加磁场强度的升高,先共析铁素体含量增多,晶粒尺寸增大.     

强磁场对亚共晶铝-硅合金变质处理的影响

研究了强磁场对亚共晶铝-硅合金变质处理的影响。对Al-6Si亚共晶铝．硅合金进行Na盐变质处理后,重熔并在720℃下保温20min时,如果不施加强磁场,共晶Si呈粗大的针片状,长度和分布不均匀,凝固组织为未变质组织,即发生了重熔失效的现象。施加强磁场的条件下,共晶Si仍呈细小的颗粒状,凝固组织仍与第一次变质后相当,没有发生重熔失效的现象。分析认为重熔失效是Na的氧化和烧损以及凝固过程中对流的共同作用的结果。而施加强磁场的条件下,合金的变质组织得以保持是由于强磁场强烈抑制了熔体对流的。对固态下的合金施加强磁场对变质组织没有产生影响。     

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．     

强磁场辅助合成FePtCu纳米粒子及其有序结构调控

本研究将强磁场引入到湿化学法中,合成高有序度的FePtCu纳米粒子.研究表明:磁场下制备的FePtCu纳米粒子呈球形,形貌、尺寸均一,分散度较好.随着磁场强度的增加,FePtCu纳米粒子的尺寸增加,有序度(s)和矫顽力逐渐增加.在6T强磁场下,获得了尺寸约为11.21 nm,s为0.8985的L10-FePtCu纳米粒...