定向凝固基础.pptVIP

* * * * * * * Nb5Si3熔点高达24840，比Ni基高温合金的熔点高了约800，而其密度只有7.16，仅为Ni基高温合金密度的80-90% * Nb5Si3熔点高达24840，比Ni基高温合金的熔点高了约800，而其密度只有7.16，仅为Ni基高温合金密度的80-90% * * * 4.定向凝固技术的应用 4.磁性材料制备 磁性材料是古老而年轻的功能材料，指具有可利用的磁学性质的材料，它具有优异的磁性能。深过冷快速凝固是目前国内外制备块体纳米磁性材料的研究热点之一，采用该工艺可先制备出大块磁性非晶，再将其进行退火热处理而获得纳米磁性材料，也可以直接将整块金属进行晶粒细化至纳米级而获得纳米磁性材料。 磁性材料 * * 4.定向凝固技术的应用 4.磁性材料制备 深过冷快速凝固方法所制备块体纳米材料的厚度及平均晶粒尺寸在很大程度上时由合金成分以及液态金属获得的过冷度决定的。 张振忠等采用深过冷水淬方法直接制备出了式样直径为16mm、平均晶粒尺寸小于120nm的Fe76B12Si12合金块体纳米软磁材料，其磁耗损PFF400和PFF1000仅为普通硅钢片的45.3%和69%。 磁性材料 * * 4.定向凝固技术的应用 5.高温超导材料材料制备 YBCO高温超导体由于具有高温临界电流密度和低的导热率，是做电线的潜在材料。如果要在SMES等方面有广泛的应用，为了减少热泄露，并且在磁场中具有高临界电流密度，那么就必须需要大尺寸的电线。 高温超导体材料 * * 4.定向凝固技术的应用 6.功能材料制备 压电陶瓷和稀土超磁致伸缩材料在换能器、传感器和电子器件等方便都有广泛的应用。定向凝固技术在制备这两种功能材料中也得到了应用。 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室曾用定向凝固技术制备了择优方向为[111]、晶粒为柱状的PMN-0.35PT定向陶瓷和择优方向为[011]，[001]的定向陶瓷。 功能材料 * * 4.定向凝固技术的应用 6.功能材料制备 北京有色金属研究总院稀土材料国家工程研究中心采用自行开发的“一步法”新工艺（即熔炼、定向凝固、热处理在一台设备上连续完成），成功的制备出目前我国直径最大的（直径70mm、长度250mm）稀土超磁致伸缩材料，在低磁场下的磁致伸缩应变、力学性能、产品一致性、成品率等主要技术经济指标均达到国际先进水平。稀土超磁致伸缩材料具有任何传统磁致伸缩材料所无法比拟的优点。 功能材料 * * 4.定向凝固技术的应用 7.复合材料制备 定向凝固技术也是一种制备复合材料的重要手段。西北工业大学在自行研制的具有高真空、高温度梯度、宽抽拉速度等特点的定向凝固设备上制备出自生Cu-Cr符合材料棒；经研究发现：Cu-Cr自生复合材料的定向凝固组织是有α基体相和分布于α相间的纤维状共晶体复合组成。 随着凝固速度的增加，各组织生长定向性变好且径向尺寸均得到细化。致密、均匀、规整排列的组织减少了横向晶界、微观组织中α基体相起导电作用，纤维状共晶体起增强作用。Cu-Cr自生复合材料的强度、塑性、导电性均高于体积凝固试样，复合材料的综合性能的到提高。 复合材料 * * 4.定向凝固技术的应用 8.多孔材料制备 日本学者用定向凝固技术制备了藕状多孔铜材料和硅材料，在材料中孔都是长而直的。图4.1和图4.2分别是多孔铜材料和硅材料的光学显微图。他们研究了制备的多孔材料气孔率、气孔大小及分布与性能关系，认为多孔材料在许多新的领域有应用前景。 多孔材料 * * 4.定向凝固技术的应用 8.多孔材料制备 4.1多孔铜材料的光学图谱 4.2多孔硅材料的光学图谱 * * 4.定向凝固技术的应用 9.单晶连铸坯制备 单晶连铸坯 OCC技术主要要应用在单晶材料、复杂截面薄壁型材及其他工艺难以加工的合金连铸型材。OCC技术制备的金属单晶材料表面异常光洁，又没有晶界和各种铸造缺陷，具有优异的变形加工性能，可拉制成极细的丝和压延成极薄的箔。 * * 4.定向凝固技术的应用 9.单晶连铸坯制备 西北工业大学在OCC的技术基础上将定向凝固、高梯度与连续铸造结合起来制备出准无限长的铜单晶，为高频、超高频信号的高清晰、高保真传输提供了关键技术。左图是连铸单晶的样件。与多晶相比，其塑性大幅度提高，电阻率降低38%。而且他们用纯度99.9%铜锁获的单晶的相对导电率优于日本用纯度99.9999%的性能。 铜单晶样品 * * 5.定向凝固技术的不足