强磁场条件下金属凝固过程中第二相的迁移行为

理论分析表明,第二相的迁移行为可以通过迁移速度进行表征.影响迁移速度的因素包括第二相和熔体的物理性质、磁场强度和梯度大小、第二相的形状和体积等因素.强磁场下洛伦兹力的效果为促进第二相在基体中的均匀分布,其效率在磁场强度大于某一定值时逐渐降低.在梯度强磁场条件下,第二相迁移行为和分布状态的主要控制参数是梯度磁场下的磁化力.在磁场梯度较小时,因洛伦兹力的制约磁化力控制第二相迁移的效果不明显,随着磁场梯度的增加,磁化力的作用效果逐渐增强.通过研究强磁场下Al-Si合金、Al-Ni合金中原位自生第二相的迁移行为实 关键词： 强磁场 迁移 第二相 凝固     

Fe含量和粒径对Fe/Cu颗粒膜结构和磁性的影响

采用共蒸发法制备不同组分的Fe/Cu颗粒膜,将样品分两组进行退火和不退火处理. 根据测量及分析,确定了不同成分的Fe/Cu颗粒膜的相组成和晶体结构;找出了 Fe/Cu颗粒膜矫顽力与粒径的关系,利用此关系由自发形核理论可知,提高功率,快速蒸镀薄膜,可得到细密颗粒的Fe/Cu颗粒膜,从而降低矫顽力,减少磁滞损耗.     

强磁场对熔融织构GdBCO块材中Gd_2BaCuO_5颗粒的取向作用

在GdBCO超导块材的熔融织构生长过程中施加10T强磁场,通过SEM研究强磁场对Gd2BaCuO5(Gd211)颗粒的影响.研究发现棒状Gd211颗粒在强磁场的作用下发生了择优取向——Gd211颗粒的长边与磁场方向平行.延长样品处于熔融状态的时间,发现Gd211颗粒的取向性明显增加.通过分析熔融织构的相变过程,结合磁取向能的公式,讨论了取向性增加的原因.同时,探讨了Gd211颗粒的择优取向对样品的超导性能产生的影响.     

相场法研究Fe-Cu-Mn-Al合金富Cu相析出机制

基于Ginzburg-Landau理论采用连续相场法模拟了Fe-15%Cu-3%Mn-x Al(质量分数x=1%, 3%, 5%)合金在873 K等温时效时纳米富Cu析出相沉淀机制及Al含量对富Cu相析出的阻碍效应.通过计算成分场变量和结构序参数,研究了富Cu析出相的形貌、颗粒密度、平均颗粒半径、生长和粗化动力学.研究结果表明:在时效早期阶段,纳米富Cu相通过失稳分解机制析出,由于原子扩散速率存在差异,从而形成以富Cu相为核心的核壳结构.随着时效时间延长,富Cu相析出物结构由体心立方转变为面心立方.其中Al和Mn原子在富Cu核外偏析形成Al/Mn簇,可以将其视为阻碍富Cu析出相形成的缓冲层;在沉淀过程中,随着Al含量的增大, Al/Mn金属间相促进了缓冲层的生长,阻碍富Cu析出相的生长和粗化.     

亚稳态Fe／Cu颗粒膜脱附激活能分析

采用共蒸发法在一定压强下制备了不同组分的Fe x′Cu1-x′颗粒膜,用扫描电子显微镜(SEM)观测其表面形态,根据照片分析测出各小岛颗粒的平均半径r′及颗粒边缘间距δ,由此计算出单位面积上的颗粒数N.基于假设亚稳态Fe/Cu固溶体中所有原子位置都被同一种设想的平均原子S所占据的模型,利用固体与分子电子理论讨论了平均原子的特征参数,导出了粒子脱附激活能的计算公式,计算得到Fe/Cu颗粒膜中(平均原子S)粒子的脱附激活能要比Fe或Cu的扩散激活能大近5倍,粒子脱附激活能数值在3.616 2～3.660 0 eV之间,且随Fe含量增大而增大.     

强梯度磁场下金属熔体中析出相晶粒迁移的动力学研究

建立了梯度磁场下金属熔体中晶粒迁移的一般动力学模型，导出了磁场对导电熔体黏度的影响规律，得到了迁移速度的解析解和迁移距离的分析解.导电熔体的有效黏度随磁场强度的平方成线性递增关系.迁移速度达到终极速度的时间为10^-3s数量级.终极速度随着磁场强度的增加而迅速减小，表明强磁场对晶粒迁移有抑制作用.迁移距离和迁移率与磁场分布密切相关.为观察初晶硅的迁移状况，将Al-18wt%Si合金在650℃保温60min后，施加强梯度磁场（B_z=5 T，B_zdB_z/dz=-224T²·m^-1）对熔体作用不同时间并淬火，结果表明，晶粒半径大于等于40μm的初晶硅在120s内大部分完成迁移，与理论计算符合. 关键词： 强梯度磁场 析出相 迁移 刚体动力学     

强磁场条件下Mn-Sb梯度复合材料的制备

研究了Mn-898wt%Sb合金在无磁场以及磁场为B=88 T、不同强度的磁场梯度作用下的凝固组织变化,并分析了上述不同强磁场条件对合金凝固组织影响的作用机理.研究表明,在较大梯度磁场作用时,试样中出现了初生MnSb相与Sb相以及共晶组织共存的现象,而且初生MnSb相与Sb相产生了明显的分层现象.此外,磁场梯度作用下初生MnSb相和Sb相的含量随着磁场梯度的增大而增加.论文对初生MnSb相和Sb相的分离机理进行了探讨,发现在梯度磁场作用下,熔融金属中不同磁化率的合金组元团簇受力不同,造成 关键词： 强磁场 Mn-Sb合金 磁化力 梯度功能材料     

强磁场条件下Mn-Sb梯度复合材料的制备

研究了Mn-898wt%Sb合金在无磁场以及磁场为B=88 T、不同强度的磁场梯度作用下的凝固组织变化，并分析了上述不同强磁场条件对合金凝固组织影响的作用机理.研究表明，在较大梯度磁场作用时，试样中出现了初生MnSb相与Sb相以及共晶组织共存的现象，而且初生MnSb相与Sb相产生了明显的分层现象.此外，磁场梯度作用下初生MnSb相和Sb相的含量随着磁场梯度的增大而增加.论文对初生MnSb相和Sb相的分离机理进行了探讨，发现在梯度磁场作用下，熔融金属中不同磁化率的合金组元团簇受力不同，造成     

相场法研究AlxCuMnNiFe高熵合金富Cu相析出机理

BCC(体心立方)和FCC(面心立方)结构共存的高熵合金通常具有优异的综合力学性能, Al元素可以促进含Cu高熵合金由FCC向BCC结构转变.本文基于Chan-Hilliard方程和Allen-Cahn方程,建立Al_xCuMnNiFe高熵合金三维相场模型,模拟了Al_xCuMnNiFe高熵合金(x=0.4, 0.5, 0.6, 0.7)在823 K等温时效时纳米富Cu相的微观演化过程.结果表明, Al_xCuMnNiFe高熵合金时效时会产生两种复杂核壳结构:富Cu核/B2_s壳以及B2_c核/FeMn壳,通过讨论分析发现形成的B2_c对纳米富Cu相的形成起到抑制作用,这种抑制作用随着Al元素的增加而变大;结合经验公式做出Al_xCuMnNiFe高熵合金富Cu相的屈服强度随时效时间的变化曲线,得到峰值屈服强度的时效时间和合金体系,可以为时效工艺提供参考.     

强磁场中碱金属原子的演化和Aharonov－Anandan相因子

利用量子不变量理论研究了任意随时间变化的强磁场中碱金属原子系统的演化问题，得到了此系统精确的演化态，并利用此精确的演化态求出了相应的Ａｎａｒｏｎｏｖ－Ａｎａｎｄａｎ相因子和绝热极限下的Ｂｅｒｒｙ相因子。将此系统精确的演化态按哈密顿量的瞬时本征态展开，可以得到绝热近似的任意阶修正。     

强磁场下Sm-Fe薄膜不同晶态组织演化及磁性能调控

针对Sm-Fe薄膜的不同晶态组织演化和磁性能调控问题,采用分子束气相沉积方法制备Sm-Fe薄膜时,通过改变Sm含量、膜厚和强磁场来调节薄膜的晶态和磁性能.结果表明,Sm含量可以调节Sm-Fe薄膜的晶态组织演化,而晶态组织的演化和强磁场对磁性能有显著影响.Sm-Fe薄膜在Sm原子比为5.8%时是体心立方晶态组织,在Sm含量为33.0%时为非晶态组织,而膜厚和强磁场不会影响薄膜的晶态组织.非晶态薄膜的表面粗糙度和表面颗粒尺寸都比晶态薄膜的小,施加6 T强磁场会使表面颗粒尺寸增大,而表面粗糙度降低.非晶态薄膜的饱和磁化强度M_s比晶态薄膜的M_s(1466 emu/cm~3,1 emu/cm~3=4π×10-10T)低约47.6%,施加6 T强磁场使非晶态和晶态薄膜的M_s均降低约50%.Sm-Fe薄膜的矫顽力H_c在6—130 Oe(1 Oe=103/(4π)A/m)之间,其中,非晶态薄膜的H_c比晶态薄膜的H_c大.施加6 T强磁场使晶态薄膜的H_c增大,而使非晶态薄膜的H_c减小,最高可以减少95%.结果表明含量和强磁场可以用于调控Sm-Fe薄膜的晶态和磁性能.     

强磁与应力场耦合作用下AZ31镁合金塑性变形行为

研究强磁场对AZ31镁合金塑变能力和微观组织的作用,在3 T脉冲强磁场条件下对合金进行磁场耦合应力时的拉伸实验.采用电子背散射衍射、Ⅹ射线衍射和透射电镜分析等方法研究材料的微观组织.结果表明:与0 T拉伸试样相比,3 T拉伸试样抗拉强度和延伸率分别提高了2.2%和28.7%,说明将强磁场耦合作用于材料塑性变形过程时,能在不降低材料强度的同时提高镁合金的塑性变形能力,有助于同步改善材料强韧性.磁场作用机理主要表现为磁致塑性效应,计算表明主要合金相β(Mg_(17)Al_(12))为顺磁性,有助于发挥磁场作用效果.磁场提高了位错运动灵活性并促使位错增殖,晶界处位错堆积和应力集中促进了再结晶形成,晶粒发生细化,发挥细晶强韧化效果;同时磁场诱发塑性变形时的晶粒转动,新生成非基面取向的晶粒弱化了镁合金(0001)基面织构,该组织特征有助于提高材料的塑变能力.     

脉冲强磁场下稀土材料的发光行为研究

脉冲强磁场具有峰值磁场强及扫场速度快的特点,在一个磁场脉冲内可获得从零场到最高磁场强度的全部数据,因而测量结果具有较高的精确度和对比度。稀土发光材料因具有发光谱线丰富、发光效率高的特点,在照明、显示和传感等领域有着广泛的应用。在强磁场作用下,稀土发光材料展现出发光强度和颜色可调的特征,在磁场传感、磁场标定和磁控发光器件等方面有重要应用价值。文章利用武汉国家脉冲强磁场科学中心磁光测量装置,系统地研究了铒、铕等稀土元素掺杂的发光材料在脉冲强磁场作用下的发光光谱、发光强度以及精细能级结构等特征随磁场变化的规律,初步探索了脉冲强磁场下的磁光谱在晶体结构分析、能级结构确定、磁场标定以及磁场传感等方面的应用。     

Modelling the unsteady melt flow under a pulsed magnetic field

A numerical model for the unsteady flow under a pulsed magnetic field of a solenoid is developed, in which magnetohydrodynamic flow equations decouple into a transient magnetic diffusion equation and unsteady Navier–Stokes equations in conjunction with two equations of the k–ε turbulent model. A Fourier series method is used to implement the boundary condition of magnetic flux density under multiple periods of a pulsed magnetic field （PMF）. The numerical results are compared with the theoretical or experimental results to validate the model under a time-harmonic magnetic field; it is found that the toroidal vortex pair is the dominating structure within the melt flow under a PMF. The velocity field of a molten melt is in a quasi-steady state after several periods; changing the direction of the electromagnetic force causes the vibration of the melt surface under a PMF.     

The effect of magnetic field on plasma particles in dusty plasma

In this work, we present the investigation of the formation features and internal structure of dust clouds created in plasma of glow discharge in the external magnetic field corresponding to a range of moderate and strong fields, at which the ion component is magnetized. The analysis of the plasma magnetization in the presence of dust components is carried out. We defined the values of magnetic induction at which the changes in dynamics of plasma particles in magnetic field in light inert gases are expected. The experimental setup was built in two versions. For the purpose of generating of magnetic field, the first setup was equipped with ordinary magnetic coils, and the second one included a superconducting solenoid. The discharge tubes, the main chambers where plasma was ignited and maintained in a glow discharge in lowered pressure, also have certain peculiarities, which we describe below. While using helium as a bulk gas, our study focused only on the dust trap in the region of narrowing discharge current. For neon, we used two traps: the striation trap and one just mentioned above placed in the narrowing of the discharge tube. As a result, the steady dust structures in a glow discharge under the magnetization of ions and electrons were obtained for the first time. Dust structures were rotated and tended to form a dust cluster and shell structure. A number of parameters of magnetization achieved in experiments were calculated.     

诱导磁场对Bi-Mn合金微观结构与磁性的影响

用x射线衍射和低温磁测量方法，系统研究了在外加诱导磁场下制备的Bi Mn合金的微观结构和磁性.结果表明，在外加诱导磁场下制备的Bi Mn wt6%合金呈现典型的双相结构和各向异性特征，MnBi相c轴沿外加诱导磁场方向取向排列.随外加诱导磁场的增大，剩余磁化强度Mr逐渐增大，这说明MnBi相的取向程度越来越好.发现MnBi相的自旋重取向温度TSR随外加诱导磁场的增大逐渐向高温区移动.对外加诱导磁场影响Bi Mn wt6%合金的微观结构和磁性以及该类材料磁各向异性能的物理机理进行了分析和讨论. 关键词： 磁场诱导 Bi Mn合金 MnBi相 定向排列     

带电粒子在地磁场中的运动

用计算机模拟的方法研究了地磁场中带电粒子的运动特性,绘制了粒子轨迹曲线,对粒子运动进行了分析,解释了地磁场的磁瓶效应和辐射带.     

强磁场复合交变电流作用下Zn-30wt％Bi偏晶合金的凝固

研究了强磁场复合不同强度和不同频率交变电流对Zn-30wt%Bi合金凝固组织的影响规律.结果表明：在25℃/min的冷却速率下,只施加交变电流无法抑制该合金的分层比重偏析;而单独施加纵向强磁场对合金的偏析有一定的改善作用;如果同时施加纵向强磁场和工频交变电流,在产生的交变洛仑兹力的作用下,合金的分层比重偏析基本得到抑制;增加电流密度、磁场强度和交流电流频率均有利于合金凝固组织的改善.但对上述三个参数而言,均存在一个最佳值,偏离该最佳值时,均难以获得均质的偏晶合金组织.从电磁场动力学角度探讨了复合场影响偏晶 关键词： 强磁场 偏晶合金 重力偏析 低冷却速度