间断直流磁场对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金凝固组织和性能的影响

对Al-5Mg-3Zn-1Cu合金的凝固过程施加不同直流电压(0~300 V)和放电频率(0~20 Hz)以及占空比为30%的间断直流磁场,研究了间断直流磁场对其凝固组织及力学性能的影响。结果表明:间断直流磁场有效细化了合金的凝固组织,初生α-Al相由无磁场时的粗大枝晶变为细小的蔷薇状晶粒,第二相由粗大而连续的网格状结构变为细小而断续分布结构。随着直流电压的增加,合金的晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均减小,抗压强度和断裂应变均先升后降;随着放电频率的增加,晶粒尺寸、第二相体积分数和长度均先减小后增大,抗压强度和断裂应变均先升后降。施加间断直流磁场后,合金的拉伸性能提高,断口中的准解理面减少,撕裂棱增多。当直流电压为200 V、放电频率为5 Hz时,合金的抗压强度和断裂应变最大,与无磁场时相比分别提高了31.6%和43%,抗拉强度和断后伸长率则分别提高了79.71%和83.3%。

直流磁场作用下铜蒸气对电弧特性的影响

为研究直流纵向磁场作用下金属蒸气对熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)电弧特性的影响,将钨铜复合材料制成特殊钨极代替熔化极产生铜蒸气,利用高速摄像法、光谱测温法以及小孔探测法对其进行了测试研究.结果表明,铜蒸气进入电弧等离子体后,电弧出现分层,随铜蒸气含量的增加,弧芯外围区域半径随之增加,弧芯区的尺寸减小.当铜含量为0%时,外加直流磁场后,电弧在阴极区收缩阳极区扩张,其轴向最高温度明显上升;电弧压力峰值偏离轴线,在外加磁场强度为0.015 T时呈现双峰分布,电流密度与电弧压力分布趋势相似;随着铜蒸气的介入,弧芯区电弧表现为阴极区收缩,阳极区扩张,弧芯周围的铜蒸气则明显收缩,电弧轴向最高温度上升的幅度明显降低.随着铜含量的增加,电弧的导电面积增加,环向电磁力作用减弱,电弧中心压力下降幅度显著降低,阳极电流密度的分布趋势逐渐趋于扁平化.

直流磁场下销盘摩擦接触区的电磁感应现象

为了研究直流磁场对45钢销盘摩擦副的摩擦磨损特性的影响,根据磁场销盘摩擦试验机的结构和销盘摩擦副在摩擦过程中的实际接触情况,建立了二维微凸峰接触静态磁场和瞬态磁场有限元模型,分析了销盘摩擦接触区的电磁感应现象,得出以下结论:磁感应强度B在摩擦接触区分布不均,在微凸峰接触点区域的磁感应强度B值较大;摩擦试验中,在销盘磨痕和磨屑的微凸峰接触区将产生较高频率的动态磁化,同时在微凸峰上产生较大的感应电流,这些现象促进了销盘磨痕表面和磨屑的氧化.

直流磁场下销盘摩擦副接触面的磁感应强度和磁吸力分析

为了研究磁场对材料摩擦磨损性能的影响,通过试验检测了销盘接触时的磁吸力,利用电磁场有限元软件分析计算了销盘摩擦副在接触区域的磁感应强度大小和分布及磁吸力的大小。试验和仿真结果表明:磁感应强度和磁吸力都随线圈电流的增大和气隙的缩小而增大,并且与材料的磁化特性有关;销盘上的磁场分布不均匀,当盘旋转进行摩擦磨损试验时,盘上各点将产生动态磁化现象;由于销和盘之间的微凸峰接触存在漏磁,故在磁场仿真时可用一个极小的间隙来表示其实际磁接触状态;在销和盘接触时,可用试验得到的最大磁吸力值根据麦克斯韦公式计算出接触面的平均磁感应强度。

直流磁场对7075铝合金组织结构的影响

研究了在直流磁场下凝固的7075铝合金晶内溶质含量及凝固组织的变化。试验结果表明与未施加磁场的试样相比,经过直流磁场处理后,7075铝合金中Zn、Mg、Cu3种溶质元素在晶粒内部的含量均增加。此外,直流磁场作用下,试样宏观组织的变化不明显,而晶内析出相的形貌和尺寸发生了显著变化,由无磁场时的粗大针状组织变为细小均匀的结构。探讨了磁场的作用机制。认为电磁场作用使得各溶质粒子对基体铝产生了相对运动,这种运动增强了溶质粒子在铝中的扩散,从而导致了晶内溶质含量的增加。

直流磁场对洋葱细胞冻结过程的影响

为探究不同场强的直流电磁场对植物组织细胞在冻结相变过程中细胞及冰晶形状和大小的影响,本文取洋葱第三层果肉为研究对象,切成0.5 cm×0.5 cm的方块,在低温冷台上放置样品切片进行细胞冻结实验,采用的降温速率:0℃之前为10℃/min;0℃之后为3℃/min;终温为-25℃。直流磁场强度分别为0 Gs(对比组)、4.6 Gs、18 Gs、36 Gs、72 Gs。实验过程中观察了不同场强作用下洋葱细胞及冰晶形态的变化,并提出"细胞二维保持率ζ"这一指标对果蔬细胞冻结效果进行评价,利用Auto CAD软件对显微图像进行数据计算得出ζ值。结果表明:磁场辅助冻结洋葱细胞冰晶形成趋向于雾化,沙粒化,抑制冰晶生长,从而减小冰晶尺寸,有利于保持细胞原有形态,使细胞损害率降低;随着磁场强度的增强,洋葱细胞相变时间逐渐缩短,过冷度逐渐降低,但始终高于无磁场下的过冷度。

直流磁场下销盘摩擦过程中的电磁感应力矩分析

为了研究磁场对材料摩擦磨损性能的影响,本文分析了直流磁场下销盘摩擦过程中的涡流和电磁感应力,并通过积分得到感应力矩的计算公式.在销盘0.1 mm间隙时检测了磁吸力和在不同试验条件下盘试样所受的感应力矩,利用试验数据对感应力矩公式中的修正系数进行了最小二乘法拟合,所得感应力矩公式的计算结果与不同电流和转速下的试验数据很好地吻合.在摩擦磨损过程中,可利用感应力矩公式计算出相应试验条件下盘所受的感应力矩,分析其对摩擦系数的影响.

直流磁场对Al-Cu合金定向凝固组织的影响

采用Bridgeman定向凝固装置 ,研究Al Cu合金的定向凝固特点及直流磁场对定向凝固组织的影响。在磁场作用下 ,宏观组织柱状晶组织的宽度增加 ,且枝晶的一次臂平均间距减小 ,枝晶的取向较为一致。说明在定向凝固条件下 。

直流磁场条件下45~#钢干滑动摩擦磨损性能的研究

在室温下,将45#钢盘-销摩擦副置于直流线圈产生的磁场中,研究直流磁场对45#钢干滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明:与无磁场条件下的磨损量相比,磁场条件下磨损量明显较低,并且随着磁场强度的增加磨损量降低。微观分析表明,磁场条件下摩擦表面生成更多的氧化膜,在摩擦过程中,氧化磨损起主要作用;磁场方向的改变影响磨损率的大小。

直流磁场作用下Al-13.3%Cu合金的熔点变化

采用双电桥法测定Al-13.3%Cu合金在直流磁场下凝固的电阻-温度曲线,通过对曲线的分析,确定了合金在磁场强度为0.06T和0.12T的直流磁场下凝固时的液相线温度和固相线温度,发现直流磁场对Al-13.3%Cu合金的熔点会产生一定的影响,合金的液相线和固相线温度下降,结晶间隔变大,并且当磁场强度为0.12T时这种变化更明显。

直流磁场辅助冻结对西兰花品质的影响

为探究辅助冻结的直流磁场强度对贮存的西兰花保鲜品质的影响。将西兰花切成均一大小(花梗长2.0 cm、花球直径3.0 cm),直流磁场强度分别为0(对比组)、4.6、9.2、18、36 Gs,测定贮藏过程中西兰花失重率、可溶性固形物、质构特性、细胞膜的膜透性以及叶绿素的变化。试验结果表明:直流磁场辅助冻结能够有效改善西兰花的贮存品质(p<0.05),综合考虑其中磁场强度为36 Gs时,西兰花的贮藏品质较优。

纵向直流磁场对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织及力学性能的影响

研究了0-0.15 T的纵向直流磁场对长周期结构增强Mg97Y2Cu1合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明纵向直流磁场可以细化合金的初生晶粒,使第二相分布变得均匀且连续,提高晶内溶质含量;随着磁场强度的增加,合金的晶粒尺寸总体上逐渐减小,力学性能逐渐提高,X射线衍射图谱最强峰由（002）变成了（101）;当磁场强度为0.15T时,合金的抗拉强度和伸长率较无磁场处理的试样分别提高了20%和40%。

共晶Al-Si自生复合材料在直流磁场作用下的组织形成规律

在直流磁场作用下制备了 Al- Si共晶自生复合材料 ,其组织发生共晶分离 ,在试棒外表层形成硅的富集层 ,其厚度随磁感应强度的增大而增加。

直流磁场对纯铝结晶取向和力学性能的影响

研究了直流磁场对纯铝结晶取向和力学性能的影响。结果表明：直流磁场对纯铝凝固组织的影响很小。在0.28-0.56 T的直流磁场作用下,纯铝在（220）面形成了明显的择优取向;当磁场强度为0.84 T时,与无磁场时相比,纯铝在各晶面所对应的衍射峰强度都有所下降;在0.84-1.4 T的磁场作用下,纯铝的结晶取向变化不大。在直流磁场作用下,纯铝的抗拉强度和伸长率均有所提高。当磁场强度为0.28 T时,纯铝的抗拉强度和伸长率都达到最高,与未处理试样相比,分别提高了6.89%和26.21%。

基于LabVIEW的直流磁场发生装置的设计

磁纳米温度计有望为肿瘤热疗中无法准确测量人体内部组织与细胞温度的难题提供一种解决途径,然而磁纳米温度计在实际应用中由于直流磁场的非均匀性和波动导致测量误差大,稳定性差。针对直流磁场均匀性低所引起的测量误差较大、稳定性差的问题,设计了一种基于LabVIEW开发平台的直流磁场发生装置。实验表明该磁场发生装置的磁场波动小于0.04%,可满足磁纳米温度计测温误差小于0.1 K的磁场要求,改善了温度测量的精度和稳定性。

直流磁场对Mg-Y-Cu-Zr合金结晶取向和性能的影响

研究了0~1.4 T的直流磁场对陶瓷型铸造 Mg-Y-Cu-Zr 合金结晶取向和力学性能的影响。结果表明直流磁场对合金的初生相没有明显影响，但磁场强度大于1.12 T时，合金第二相的分布变得不连续。当磁场强度小于0.84 T时，α-Mg在（002）面的衍射峰逐渐增强，但变化不明显；当磁场强度大于0.84 T 时，α-Mg 基体在（002）、（101）面的衍射峰强度明显减弱，而在（100）晶面衍射峰强度有所增强。磁场处理后，合金的综合力学性能得到了改善；当磁场强度为1.4 T 时，其抗拉强度和伸长率最高，分别为237 MPa 和8.5%，较无磁场处理时分别提高了38.6%和33.4%。

直流磁场对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响

研究了0~0.84 T的直流磁场对AZ31镁合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明随着磁场强度的增加,合金的初生相和第二相均先细化后粗化,转折点为0.28T;在直流磁场作用下,琢-Mg基体在（0002）面的衍射峰强度减弱,在（1120）、（1122）和（1010）面的衍射峰强度显著增强;在直流磁场的作用下,合金的抗拉强度下降,但伸长率明显提高;当磁场强度为0.28 T时,伸长率最高为11.32%,与未处理时相比,提高了141.9%,同时抗拉强度下降最小。

直流磁场下熔体温度对Mg_(97)Y_2Cu_1合金凝固组织的影响

利用光学显微镜、X射线衍射仪研究了直流磁场作用下的熔体温度对Mg97Y2Cu1合金凝固组织的影响。结果表明:施加直流磁场并控制熔体温度,合金的凝固组织得到改善,其初生相转变为破碎的枝晶,第二相分布变得均匀和连续。在直流磁场作用下,随着熔体温度的提高,合金的晶粒尺寸先增大后减小,其转折点为750℃;在相同的熔体温度下,磁场处理后的合金晶粒尺寸均比未处理时小。直流磁场对合金的结晶取向能产生显著的影响,合金X射线衍射图谱的最强峰从(0002)面转移到(1010)面;熔体温度对合金的结晶取向影响较小。

直流磁场下双金属复层铸坯制备

借助工程应用软件FLUENT誖,模拟研究了直流磁场对双金属复层铸坯制备过程金属液流动的影响规律,依据模拟优化的工艺参数,成功制得复层铝合金铸坯。结果表明,直流磁场可以有效抑制浇注入口金属液流速度,减少其射流深度,同时还可以有效控制铸型中心处出现的回流区;电磁制动效果随着磁场强度B增大而明显增加,但是当B达到某一临界值后,继续增加B,电磁制动效果增加幅度不大;在200mm·min-1的拉坯速度下给铸型宽度方向施加0.15T直流磁场,能使两种金属液体流动平稳,不发生混流。在此工艺参数下,实验中成功制备了双金属复层铝合金铸坯。

直流磁场对ZL107合金凝固组织的影响

研究了在直流磁场作用下ZL107合金凝固组织的变化，并对直流磁场影响合金显微组织的机理进行了探讨。在直流磁场作用下，晶粒明显粗化；枝晶间隙中Si相和CuAl2相的形态也发生了明显的变化；中央凝固组织中出现了明显的疏松；α（Al）基体的显微硬度分布呈现较大的起伏。这些主要是由于直流磁场对液态金属中对流的抑制作用所致。