强磁场条件下Mn_Sb梯度复合材料的制备.pdfVIP

第 57 卷 第 2 期 2008 年 2 月 物 　理 　学 　报 Vol . 57 ,No . 2 ,February ,2008 ( ) 10003290200857 02 076705 ACTA PHYSICA SINICA 2008 Chin . Phys. Soc . 强磁场条件下 MnSb 梯度复合材料的制备 高 　翱 　王 　强 　王春江 　刘 　铁 　张 　超 　赫冀成 ( 东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室 , 沈阳　110004) (2007 年 4 月 17 日收到 ;2007 年 5 月 28 日收到修改稿) 　　研究了Mn898wt %Sb 合金在无磁场以及磁场为 B = 88 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 ,造成合金中合金组元团簇在熔融金属 中定向移动 ,并呈梯度分布. 当合金凝固时 ,形成 Mn 元素梯度分布的凝固组织. 研究表明 ,利用梯度强磁场制备梯 度功能复合材料是可能并且可行的. 关键词 : 强磁场 , MnSb 合金 , 磁化力 , 梯度功能材料 PACC : 0755 , 1340 , 8130B , 4765 金的凝固过程可以使晶粒得到显著细化. 梯度强磁 1 引 言 场可以产生与重力相同或相反的磁化力 ,使熔体悬 浮起来[8 ] . Hamai 等[9 ] 使反磁性的水和 NH Cl 溶液 4 随着 当代 高新技术 的发展 , 梯度 功 能材料 在强磁场中悬浮 ,并观察到了它们的结晶生长情况. (functionally graded materials , FGMs) 的制备越来越受 [ 10 ] 王强等 发现了强磁场对铝合金中溶质组元分布 到人们的广泛关注. 现有的制备梯度功能材料的方 状态有一定的影响. 至今 , 已有的研究主要集中在利 法有粉末冶金法 、等离子喷涂法 、激光熔敷法 、气相 用梯度磁场产生的磁化力使析出相或夹杂物悬浮或 沉积法 、自蔓延高温合成法 、离心铸造法等[ 1 —3 ] . 然 偏聚 ,较少涉及到利用梯度磁场对合金组元进行分 而限于制备成本 、材料性能和使用场合等因素 , 以上 离 ,从而制备梯度功能材料. 本文所论及的MnSb 合 制备方法还不能完全满足现在的工业应用. 另一方 金是良好的磁性材料 ,具有高的磁光 、磁热 、磁致伸 面 ,用各种极端手段控制金属材料的凝固一直是人