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     

高温超导材料强磁场下的制备研究

得益于低温技术和超导磁体技术的发展，10T以上无液氦超导磁体技术已经比较成熟．作为提高高温超导材料性能的手段，强磁场技术应用于高温超导材料制备过程中的研究得到了广泛开展．本文介绍强磁场下高温超导材料制备研究的现状、进展及发展趋势．     

强磁场对Mn-Sb包晶合金相变及凝固组织的影响

以Mn-56.5 wt%Sb包晶合金为研究对象, 进行了不同磁场、不同冷速条件下的凝固实验. 通过对液相线温度、包晶温度的考察, 发现强磁场可以提高Mn-56.5 wt%Sb合金的液相线温度, 且该上升值随磁感应强度的增加而增加, 当所施加的磁感应强度为11.5 T时, 液相线温度升高大约3 ℃, 但施加磁场后包晶反应温度没有明显改变. 对该合金的凝固组织进行定量金相分析发现, 施加磁场后MnSb相明显减少, 该结果与磁场对相变温度的影响相一致. 另外通过X射线衍射分析发现, 强磁场诱发包晶反应生成相MnSb的c轴垂直于磁场方向取向, 而Mn₂Sb相的(311)面平行于磁场方向取向. 对不同冷速凝固的Mn-56.5 wt%Sb合金组织进行定量金相分析结果显示, 强磁场对合金凝固过程的作用效果受到冷却速度的影响. 随着冷却速度的增加, 强磁场对该合金凝固组织中MnSb相的相对含量变化影响效果减弱. 关键词： 强磁场 包晶合金 凝固 相变温度     

高温超导材料强磁场下的制备研究

得益于低温技术和超导磁体技术的发展,10T以上无液氦超导磁体技术已经比较成熟.作为提高高温超导材料性能的手段,强磁场技术应用于高温超导材料制备过程中的研究得到了广泛开展.本文介绍强磁场下高温超导材料制备研究的现状、进展及发展趋势.     

Bi2Sr2CaCu2Oy单晶在强磁场下的交流磁化率研究

本文研究了 Bi_2Sr_2CaCu_2O_y,单晶在磁场 H 垂直于 c 轴情况下的交流磁化率,得到了交流磁化率虚部峰温度 T_p 和外加直流磁场 H_(DC)的关系为:(1-T_P/T_c)∝H_(DC)~(0.2).本文还对不可逆线进行了讨论,并和用其他方法测量的不可逆线作了比较.     

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。     

强磁场下的科学研究

文章介绍了强磁场在半导体物理、低维物理、高温超导体、重费米子、磁学、原子分子物理、化学、有机化合物、材料科学、微重力、核磁共振等领域中的重要作用.     

强磁场下的科学研究

文章介绍了强磁场在半导体物理、低维物理、高温超导体、重费米子、磁学、原子分子物理、化学、有机化合物、材料科学、微重力、核磁共振等领域中的重要作用.     

脉冲强磁场下的电极化测量系统

多铁性材料是当前物质科学研究的热点,具有重要的科学研究意义和应用前景.低温和强磁场实验环境为研究多铁性材料提供了一种有效途径.脉冲强磁场下的电极化测量系统能实现最高磁场强度60 T、最低温度0.5 K的铁电特性测量.该系统采用热释电方法,具有磁场强度高、控温范围广、转角测量等特点,可用于强磁场下的磁电特性研究.本文介绍了该系统的测量装置和实验原理,并展示了其在多铁性材料研究中的一系列应用,揭示了脉冲强磁场电极化测量系统在磁电特性探索中的重要作用.     

强激光产生的强磁场及其对弓激波的影响

强激光照射金属线圈后,会在打靶点附近的背景等离子体中诱发冷电子的回流,在金属丝内形成强电流源,从而产生强磁场.本文利用神光II高功率激光器产生的强激光照射金属丝靶,产生了围绕金属丝的环形强磁场.利用B-dot对局域磁感应强度进行了测量,根据测量结果,结合三维模拟程序,反演得到磁场的空间分布.再利用强激光与CH平面靶相互作用产生的超音速等离子体撞击该金属丝,产生了弓激波.通过光学成像手段研究了磁场对冲击波的影响,发现磁场使得弓激波的轮廓变得不明显并且张角变大.同时,通过实验室天体物理定标率,将金属丝表面等离子参数变换到相应的天体参数中,结果证明利用该实验方法可以在实验室中产生类似太阳风的磁化等离子体.     

Bending analysis of a functionally graded piezoelectric cantilever beam

A new analysis based on Airy stress function method is presented for a functionally graded piezoelectric material cantilever beam. Assuming that the mechanical and electric properties of the material have the same variations along the thickness direction, a two-dimensional plane elasticity solution is obtained for the coupling electroelastic fields of the beam under different loadings. This solution will be useful in analyzing FGPM beam with arbitrary variations of material properties. The influences of the functionally graded material properties on the structural response of the beam subjected to different loads are also studied through numerical examples.     

A general modelling method for functionally graded materials with an arbitrarily oriented crack

In order to analytically solve crack problems regarding functionally graded materials (FGMs), some ideal assumptions are often made. They are: (1) the properties of FGMs are usually assumed to be described by very particular functions; (2) the crack is assumed to be vertical to (or parallel to) the gradient of FGMs. However, these assumptions may not be practical for actual FGMs. Since the controlling differential equations with general mechanical properties are very difficult to solve and the arbitrarily oriented crack causes great trouble in the analytical procedure, a general piecewise-exponential model (GPE model) is proposed to investigate the fracture behaviour of FGMs with general mechanical properties and an arbitrarily oriented crack. “General mechanical properties” means that the mechanical properties in the GPE model are not required to be very particularly pre-defined functions but arbitrary functions determined by fitting the experimental results of FGMs. The studied FGMs are divided into some sub-layers with each layer’s properties varying exponentially so that the general mechanical properties can be approximated by a series of exponential functions and hence the stresses and displacements of each layer which may contain a mixed-mode crack can be solved analytically. By use of integral transform methods, principle of superposition, residual theorem and theory of singular integral equations, the mixed-mode crack problem can be turned into solving a group of singular integral equations from which mixed-mode stress intensity factors (SIFs) can be obtained. Finally, the influences of the nonhomogeneous and geometric parameters on the mixed-mode SIFs are analysed.     

运用功能梯度结构降低大功率激光系统中镜面热变形的数值分析

提出一种运用功能梯度结构以有效降低大功率激光系统中镜子温度和镜面热变形以及减缓热应力的新方法。讨论了环形分布和高斯分布2种类型的激光源。有限元分析结果表明,通过这种方法可使硅镜和铜镜的表面热变形成倍降低,并且还能同时显著降低镜体温度。讨论了代表热学和力学性质的函数表达式的斜率对镜面热变形的影响,研究表明：功能梯度结构的热物理对镜面形变产生重大影响,而力学性质对镜面形变的影响非常小。该结论可为具有该功能梯度结构的镜子优化设计和制造提供参考。     

Fracture analysis of a functionally graded interfacial zone between two dissimilar homogeneous materials

In this paper the plane elasticity problem for a functionally graded interfacial zone containing a crack between two dissimilar homogeneous materials has been considered. It is assumed that in the interfacial zone the reciprocal of the shear modulus is a linear function of the coordinate, while Possion’s ratio keeps constant. By utilizing the Fourier transformation technique and the transfer matrix method, the mixed boundary problem is reduced to a system of singular integral equations that are solved numerically. The influences of the geometric parameters and the graded parameter on the stress intensity factors are investigated. The numerical results show that the graded parameters, the thickness of interfacial zone, the crack size and location have significant effects on the stress intensity factors.     

The multiple scattering of non-homogeneous shear waves from two cavities in functionally graded materials

The propagation and multiple scattering of non-homogeneous shear waves resulting from two cavities embedded in exponential functional graded materials (FGMs) were investigated, and the dynamic stress around the two cavities derived. The non-homogeneous scattering fields of shear waves around the cavities are analytically expressed by using the wave function expansion method. The interaction of non-homogeneous scattering fields between the two cavities is described accurately. The dynamic stresses around the cavities under different geometrical and physical parameters are graphically illustrated and analyzed. Analysis shows that the non-homogeneous properties of FGMs exhibit a significant effect on the dynamic stress around the cavities. The effect of the non-homogeneous properties of FGMs on the dynamic stress is also dependent on the gradation direction, the distance between the two cavities, the relative position of the two cavities and the incident frequency of waves. A comparison with other existing studies in the literature is also presented.     

强磁场对Al-Si合金凝固组织中硅分布的影响

为了揭示强磁场对金属凝固组织的影响规律，本文研究了Al-14.98%Si(质量分数)和Al-9.2%Si(质量分数)合金在强磁场作用下凝固组织的变化趋势，分析了强磁场对合金凝固组织中Si分布的影响.研究发现，均恒磁场和梯度磁场分别通过洛伦兹力和磁化力的作用对合金的凝固组织产生影响，强磁场可以显著改变初晶硅在合金中的分布状况.在均恒磁场作用条件下初晶硅在合金中均匀分布；在梯度磁场条件下，由于磁化力和浮力的共同作用，初晶硅在试样的上部或下部聚集.同时，磁化力也改变了共晶体在合金中的组织形态，使试样上部和下部共晶体的层片间距明显不同.理论和实验分析表明，Al-Si合金在强磁场中凝固时，磁场能作用于凝固过程，使共晶体中的Al含量增大，共晶点向左偏移. 关键词： 强磁场 凝固过程 共晶组织 Al-Si合金     

亚表面异质缺陷对功能梯度材料表面温度场的影响

基于双曲型热传导方程,采用镜像法和波函数展开法,求解了含亚表面异质圆柱缺陷的半无限功能梯度材料的表面温度场,给出了功能梯度材料中热波散射的一般解.分析了亚表面异质圆柱缺陷的几何参数(如埋藏深度)和热物理参数(如导热系数、热扩散长度、热扩散率及热弛豫时间等)对功能梯度材料表面温度场的影响.温度波由调制的超短脉冲激光在功能梯度材料表面激发,异质圆柱缺陷表面的边界条件为导热边界.研究结果可望为功能梯度材料的红外热波无损检测、导热反问题提供计算方法和参考数据.     

强磁场对铝合金中溶质组元分布状态的影响效果

合金中溶质组元的组织形态和分布对于改善合金的组织和性能具有重要意义.本文研究了铝合金在强磁场作用下的凝固行为,考察了Al-Cu，Al-Mg合金中溶质组元的相形态、分布状况随高强度均恒磁场和梯度磁场的强度和方向变化的规律.研究发现，由于Cu元素和Mg元素的物性不同导致其在基体中受到的电磁力不同，在均恒磁场作用下，铝合金中Cu元素和Mg元素在α-Al基体晶粒内和晶界上的分布变化规律相反；在梯度磁场作用下，Cu元素和Mg元素在铝基体中含量和分布状态也有显著的差异.本研究为利用强磁场有效控制不同物性的溶质元素在合金基体中组织状态和分布提供了实验依据. 关键词： 强磁场 铝合金 溶质元素分布 凝固组织 凝固过程