稳恒强磁场技术的发展及其在材料科学中的应用

综述了稳恒强磁场发生技术的发展及其在材料科学中的应用。超导强磁体经济实用,成为强磁场材料科学研究的首选设备。强磁场能够显著改变材料的相变过程、组织取向和流体流动状况。利用强磁场的这些作用有可能形成多种材料制备过程的强磁场控制理论和控制技术。

稳恒强磁场对Al-Cu扩散偶界面中间相形成和生长的影响

研究了稳恒强磁场作用下Al-Cu扩散偶界面中间相组成和扩散行为。结果表明:强磁场作用下扩散偶中间相厚度显著增加,并且随磁场强度增大,界面中间相组成发生变化。按照抛物线规律计算了强磁场作用下扩散偶中间相的扩散系数,发现在平行和垂直于磁场的两个方向上扩散系数有显著差异,垂直于磁场方向的扩散系数比平行于磁场方向更大。强磁场促进了Al-Cu扩散偶中Al和Cu原子的扩散,加速了界面中间相的形成和生长过程。磁场作用差异导致了扩散的各向异性。利用原子扩散理论初步分析了产生上述现象的原因。

稳恒强磁场在固态相变中应用的研究进展

稳恒强磁场作用下的固态相变受到了广泛的关注,已成为材料科学中重要的研究领域。本文从固态相变中相稳定性、生成相形貌和晶粒细化方面介绍了稳恒强磁场的影响规律和作用机制。阐述了通过施加稳恒强磁场控制材料微观组织,从而实现改变材料的性能。稳恒强磁场将成为材料制备与改性极具潜力的手段,在开发高性能材料方面发挥巨大作用。

稳恒强磁场对1420铝锂合金扩散连接性能及元素扩散的影响

采用金属镓作中间层,通过机械加压的方式制备了Al-Li/Al-Li和Al/Al-Li的扩散偶试样,在超导强磁场装置中对扩散偶试样进行真空热处理;通过剪切试验对经稳恒强磁场热处理后试样的连接强度进行了测试,通过EBSD和EDS对扩散偶界面处微观组织和界面附近Mg元素的含量与分布进行了观察与测量,并对1420铝锂合金中的Mg元素在1060纯铝中的扩散系数进行了计算.结果表明,扩散连接接头抗剪强度随着磁感应强度的增加而增大,在热处理参数为:温度520℃、磁感应强度12 T、时间1 h时,接头抗剪强度达到最大188 MPa,为母材的94.2%,比无强磁场环境热处理的结合强度提高了168%;同时,随着磁感应强度的增加,1420铝锂合金中的Mg元素在1060纯铝中的扩散距离增加,扩散系数增大,12 T强磁场环境下比0 T(无磁场)环境下扩散系数提高了25%.

稳恒强磁场对Al-4wt%Cu合金时效析出的影响

利用透射电镜、X射线射仪和显微硬度计研究了10T稳恒强磁场对Al-4wt%Cu合金时效析出行为的影响。结果表明,当合金在130℃和190℃经不同时间时效时,强磁场的施加导致合金的择优取向发生明显的变化,合金的显微硬度也显著提高;进一步分析合金在时效处理后的微观组织表明,强磁场的施加促进了合金中原子的扩散,加速了整个时效过程。