一、强磁场下Bi-Mn合金中形成的MnBi相凝固组织（论文文献综述）
王科峰[1]（2014）在《强静磁场对过共晶合金定向凝固组织影响的研究》文中研究指明已有研究表明，强静磁场的施加可以影响定向凝固组织，进而改善材料的性能。过共晶合金作为一种典型的结构材料已经得到研究者的广泛关注，但对其在磁场下定向凝固组织的系统研究还较少涉及。本文选取了Al-40wt%Cu、Al-12wt%Ni和Bi-Mn合金三种过共晶合金体系作为研究对象，重点探索了纵向强静磁场（文中称纵向强磁场）对合金固/液界面形貌和初生相形貌、取向以及排列的影响规律。论文的主要工作如下：实验研究了纵向强磁场对Al-40wt%Cu合金定向凝固组织的影响，发现纵向强磁场改变了Al-40wt%Cu合金的固/液界面形态及初生相组织形貌。相比于无磁场条件，施加纵向强磁场使得原先长条状的Al2Cu初生相变得不规则甚至破碎；初生相形貌由规则有棱角的小平面结构转变为不规则胞状的非小平面结构，并且产生“斑状”组织，形成了宏观偏析。同时，磁场的引入导致了糊状区长度的减小，初生相间距变小和晶粒细化。EBSD结果分析表明施加磁场后破碎的Al2Cu初生相沿定向凝固方向的取向仍为[001]方向。施加磁场后Al-40wt%Cu合金定向凝固组织上的变化可归结为热电磁效应的作用：热电磁力使得Al2Cu长条状初生相折断，影响了初生相的形貌；热电磁对流造成宏观偏析。实验研究了纵向强磁场对Al-12wt%Ni合金凝固组织的影响，发现纵向强磁场在Al-12wt%Ni合金的定向凝固过程中对Al3Ni相的取向和排列产生了显着影响。无磁条件下，Al3Ni初生相沿凝固方向排列；施加纵向强磁场后，Al3Ni初生相发生偏转。当纵向强磁场达到一定强度后，Al3Ni初生相组织的长轴方向最终垂直于磁场方向，形成和Al/Al3Ni共晶相相互平行的聚合面，在整个试样上形成了层状组织。在纵向强磁场定向凝固过程中Al3Ni枝晶偏离凝固方向，其原因归结于Al3Ni晶体具有显着的磁晶各向异性，且[001]是其易磁化轴，结果在磁场作用下，[001]方向转向磁场方向。实验研究了纵向强磁场对Bi-Mn过共晶合金凝固组织的影响，发现纵向强磁场对MnBi初生相的取向和排列也有显着影响。施加纵向强磁场后，片状MnBi初生相会沿磁场方向发生取向，并且聚合形成链状组织。其原因可归结于MnBi相具有显着的磁晶各向异性，在磁化过程中受到磁力矩的作用发生旋转取向，并在晶体间的磁性相互作用力下沿着平行于磁场的方向形成链状结构。
刘璟,李喜,邓康,任忠鸣[2]（2012）在《强磁场对MnBi/Bi过共晶定向凝固组织的影响》文中研究指明进行了纵向强磁场下MnBi/Bi过共晶定向凝固实验研究。发现磁场使得MnBi相的形态发生了明显变化,对于Bi-0.82wt%Mn过共晶MnBi/Bi定向凝固组织,在无磁场条件下,当生长速度V=5μm/s,温度梯度GL=50℃/cm时,MnBi按照小平面生长,形成中空六方形和"V"字形结构;施加磁场条件下,随着磁场强度的提高,MnBi相呈小平面生长的趋势逐渐增强。并且发现磁场的存在使得MnBi相明显粗化,相间距增大。从晶体生长学和磁学的角度分析了强磁场对过共晶MnBi/Bi定向凝固组织的影响。
李磊[3]（2011）在《磁场对铸态铝基二元合金晶体学和微观组织的影响》文中研究说明本文在无磁场和强磁场下以非定向的方式凝固了过共晶Al-3.31wt.%Fe、过包晶Al-1.36wt.%Zr和过共晶Al-95.54wt.%Zn合金,在无磁场和普通直流磁场下半连续铸造了匀晶Al-9.8wt%Zn和亚共晶Al-0.24wt%Fe合金。从实验和理论的角度,充分利用EBSD（Electron Backscattered Diffraction）技术详细研究了磁场对这些合金的晶体学和微观组织的影响。无磁场时,分别考察了在Al-3.31wt.%Fe、Al-1.36wt.%Zr和Al-95.54wt.%Zn合金凝固中形成的初生Al3Fe、Al3Zr和αZn固溶体相的晶体学特征。对于初生Al3Fe晶体,它们呈棒状并且拥有两个晶体学择优延伸方向（<010>或<011>）。在这些晶体中还发现了混合型和I型孪晶（本文已经确定了它们的完整孪生要素）。I型孪晶的形成使晶体发生了弯曲。此外,初生Al3Fe晶体具有单斜或三斜柱的形貌。对于单斜柱,在延伸方向上其晶体学面确定为（100）和（001）；而对于三斜柱,包裹它的晶体学面为{001},{101}和{111}。孪晶的形成与在晶体生长过程中暴露于熔体中的这些小面可能发生的层错有关。对于初生A13Zr晶体,它们呈层片状并显示出两种形状的纵截面：八边形（小尺寸）和四边形（大尺寸）。其中,包裹小尺寸初生晶体的晶体学面为{001},{101}和{111},而包裹大尺寸的只有{001}和{101}。此外,还在枝晶状的晶体中发现了含有两个变体的混合型孪晶（本文已经确定了它们的完整孪生要素）。片状形貌是由{001}面的低粗糙度导致的低迁移速率所引起的,而大尺寸晶体中的{111}面的消失则是由其高粗糙度所导致的高迁移率所造成的。孪晶的形成是点阵切变加上局部原子层错并伴随局部原子重置的结果。对于初生αZn固溶体晶体,它们呈枝晶状,并且是由一个沿<0001>方向生长的短主干轴和沿<10-10>方向生长的六个长二次枝晶臂构成。其枝晶形貌的形成与固液界面能各向异性有关。施加磁场对以上三种初生相的晶体学特点影响很小,但对它们的析出行为却产生了重要影响。匀强磁场通过诱发的磁粘滞阻力趋于消除初生Al3Fe晶体的重力偏析,而正梯度磁场则通过诱发的磁化力使它们朝磁感应强度最大位置的方向发生了迁移并在试样的另一端形成了新的偏析。然而,对于初生Al3Zr晶体,由于其密度很大,磁场诱发的磁化力不足以阻碍其下沉,因此它们的分布受磁场的影响很小-大部分聚集在样品的下部。由磁各向异性所诱发的磁力矩趋于使顺磁性初生Al3Fe和位于沉积层中的Al3Zr晶体发生旋转,从而在磁场方向上形成强烈的择优晶体学取向。然而,长棒和枝晶状的Al3Zr晶体则分别会受到重力和枝晶与主干择优取向不一致的干扰。此外,磁场还能够直接或间接地诱发初生Al3Fe晶体的轴向分叉、横向裂纹及形核数的增加。其中,分叉是热电磁力诱发的,裂纹是Al3Fe晶体与Al基体之间的收缩系数差造成的,形核数的增加则与晶体分离、磁化能和溶质扩散的抑制有关。对于沉积层中的初生Al3Zr晶体,锆元素含量的增加弱化了它们在磁场方向上的排列趋势,这是由于晶体析出量的增加导致了它们之间的相互作用。对于初生αZn固溶体相,它们在磁场中的分布规律类似于初生Al3Fe相,而排列规律类似于初生Al3Zr相。在匀强磁场下,它们趋于在样品中均匀分布并且以长轴平行于磁场方向的排列。但是,初生αZn固溶体相的晶体学取向规律与前两者不同-没有确切的晶体学方向出现在磁场方向上,但其<0001>总是垂直于磁场方向（它们在垂直于磁场方向的面上任意取向）,这与Zn的抗磁性质有关。在半连续铸造过程中,普通直流磁场把Al-9.8wt%Zr合金中由等轴晶和柱状晶构成的组织转变成羽毛状晶,而把Al-0.24wt.%Fe合金中的柱状晶转变成层片状孪晶。此外,这两种组织转变均伴随着生长方向从<100>到<110>的改变,从而在两种合金中形成了强烈的晶体学织构和CSL∑3晶界。这些现象与磁场所诱发的Lorentz力所造成的固液界面凝固条件的改变有关。本文考察了在铝合金凝固过程中施加磁场后其对合金的晶体学和微观组织的影响,在实验和理论上丰富了材料电磁处理（Electromagnetic Processing of Materials,简称EPM）领域的知识,这一工作具有重要的理论价值和技术意义。本文通过磁场来控制铝合金组织中晶体的比重偏析和织构化的实验结果为实际材料处理技术提供了一定的指导意义。
任忠鸣[4]（2010）在《强磁场下金属凝固研究进展》文中提出强磁场下金属凝固研究是一个新开辟的研究方向,有着广阔的前景。叙述了强磁场的基本效应,综述了强磁场下金属凝固的研究进展。重点介绍了磁场对凝固动力学、固/液界面稳定性、单相合金生长、共晶生长、热电磁流动及其作用、第二相颗粒运动的影响等方面的研究工作。指出了需要进一步研究的主要问题,以及所需的相关物理参数。
娄长胜[5]（2010）在《强磁场下合金熔体中颗粒运动行为控制及其对凝固组织演化的影响》文中进行了进一步梳理强磁场因具有无接触、能量高等优势,在有相变和无相变的材料制备过程中的作用明显。而且,强磁场可以抑制一些因素,而突出一些效应,从而使原来很复杂,甚至混乱的过程变得较为简单,易于直接了解其物理实质。强磁场下的材料研究正日益成为科技工作者关注的热点。尤其在合金的凝固过程中,可以利用其对相变过程的影响以及固/液两相共存阶段固相与熔体间的磁性等物性差异,极大地改变最终的凝固组织,获得预想的组织和性能。本课题立足于强磁场对物质的磁力、磁能的作用,固相物质在熔体中的迁移和旋转等运动行为将发生改变,进而对凝固组织的演化过程造成影响,从而改变合金的物理、力学等性能。针对合金熔体中的外生/内生颗粒的上述过程进行了理论和实验研究,研究的内容及主要结果如下：（1）在强磁场下熔体中单个固相颗粒的迁移、旋转等运动行为理论研究的基础上,对多个颗粒的相互作用进行了系统的理论分析。多颗粒间的相互作用包含有吸引、排斥,它们对颗粒的分布和排列有着最重要的影响。相互吸引有助于形成类棒状的聚集态组织；而相互间的排斥则有利于形成均匀分布的组织。在固相颗粒高体积分数时,单个颗粒的旋转运动行为将会因相互作用而受到阻碍,此时凝固组织的形成更多地依赖于颗粒的继续生长。（2）实验研究了强磁场下外生颗粒在熔体中的运动行为及对凝固组织的影响。对有无强磁场下添加过量Al-Ti-B中间合金的Al-Si合金中的未熔化固相TiAl3颗粒的运动行为进行了实验研究。结果表明：强磁场可有效地改变TiAl3颗粒在凝固组织中的分布和排列情况。随着均恒磁场的强度增加,TiAl3颗粒在熔体中的沉降行为得到抑制；而在改变磁场梯度条件时,可强化颗粒的沉降行为或更有效地抑制其运动,从而获得梯度分布或均匀分布的凝固组织。同时,未熔化的TiAl3颗粒规则地呈长轴平行于磁场方向排列。原因在于强磁场条件下为降低体系的自由能,形状各向异性的颗粒发生旋转导致上述结果。（3）实验研究了均恒强磁场下不同体积分数内生颗粒时的运动行为以及对凝固组织的影响。将处于强磁场条件下Bi-Mn二元合金中半熔化状态的固相MnBi相颗粒作为研究对象,进行了内生颗粒的运动、生长的行为研究,以及凝固组织对磁性能的影响。结果表明：体积分数不同,凝固组织中的MnBi相长轴方向与外加磁场方向角度差异有所变化；体积分数高时,角度差异较大。但XRD结果表明,不同体积分数时的MnBi相晶体取向是一致的,均呈现c轴平行于外场。其原因在于低体积分数时颗粒间的相互作用更多地呈现吸引和排斥,而高体积分数时颗粒间的相互作用加强虽然阻碍了固相颗粒的旋转运动,但在随后的继续生长过程中,MnBi晶粒周围局部磁场条件的改变导致了MnBi相晶粒的优先生长方向由基面转为c轴方向。半固态下凝固的Bi-Mn合金的磁性能经VSM测定后,饱和磁化强度明显高于未施加磁场条件的。（4）实验研究了梯度强磁场下低溶质含量合金中先析出相颗粒的运动行为以及对凝固组织的影响。对Bi-4.36wt%Mn合金中先析出的MnBi相颗粒在不同梯度条件下的分布和晶体取向进行了分析研究。结果表明：先析出的铁磁性MnBi相会在磁化力的作用下向磁场中心部位发生运动,导致偏聚情况发生,其体积分数是呈连续梯度分布的。并且先析出的MnBi相由于晶粒尺寸小,相互作用范围相应地小。由此导致先析出的MnBi相晶粒形成的聚集体尺寸及间距均小于后期凝固过程中形成,即更靠近试样中心部位的聚集体尺寸及间距。聚集区的MnBi相颗粒的晶体取向一致和高体积分数提高了材料的磁性能。（5）实验研究了高溶质含量合金中先析出相颗粒的运动、生长行为以及对凝固组织的影响。对Bi-8.25wt%Mn合金中先析出的MnBi相颗粒在不同磁场强度和梯度条件下的形貌和取向进行了分析研究。结果表明：施加均恒磁场后的样品中心部位以及梯度磁场下的样品中靠近磁场中心部位,均出现了片层状,尺寸异常发达的MnBi相晶粒,对其进行XRD测试结果与低溶质条件下情况一致,即MnBi晶体的c轴平行于外场方向。NiAs型六方结构的MnBi相基面生长速度异常的原因在于,受磁场影响的先析出MnBi相以c轴平行于外场处于熔体之中,其周围的局部磁场导致了横向上溶质含量减小,端部溶质含量升高。因而横向的凝固前沿局部具备了成分过冷的条件,生长速度加快,同时端部的溶质含量提高抑制了c轴方向的生长。从而在凝固初期的先析出MnBi相能够生长成大片状晶粒,而相对后期的MnBi晶粒尺寸由于熔体中的溶质含量较低,凝固组织接近于低溶质成分合金的情况。
李喜[6]（2009）在《强静磁场下二元合金凝固行为研究》文中研究说明强静磁场下的金属凝固是新发展的研究方向,本文采用定向凝固等手段,以Al Cu、Al Ni和Bi Mn合金为对象,实验研究了强静磁场（文中称为强磁场）对二元合金凝固的影响;深入考察了强磁场作用下二元合金单相生长界面稳定性、胞晶和枝晶生长,共晶生长、晶体取向和相变等规律,建立模型分析了强磁场的多种物理效应,得到有价值的结论。在Al-Cu二元单相合金的生长中,发现强磁场导致晶体平界面生长变得不稳定和不规则,同时也促使胞晶和枝晶生长不稳定与分枝甚或混乱。在较低的磁场下的胞晶生长中,产生环状组织。随磁场强度的增加,枝晶的一次间距增加,高次枝晶间距减小。在合金定向凝固中发现存在多尺度的热电磁效应,此效应引起热电磁流动和作用于固相上的热电磁力。强磁场下定向凝固界面稳定性降低和胞晶/枝晶分枝与热电磁流动和热电磁力相关。固相中的热电磁力和不规则性热电磁流动可以引发界面和枝/胞晶的不稳定性和分枝。建立了理论和数值模型,对定向凝固热电磁流动和热电磁力进行了分析,发现随着磁场强度的增加,热电磁流动逐渐达到最大值;之后,热电磁流动逐渐减小,而作用在固相上的热电磁力则随着磁场强度和温度梯度的增加呈线性增加。提出在强磁场下定向凝固过程中界面扩散边界层因磁化使溶质富积,进而促进界面和枝/胞晶不稳定生长的观点。在Al-Cu单相合金枝晶生长中,发现强磁场使得α-Al枝晶趋于以<111>方向转向磁场方向,即使枝晶因热电磁力的作用而生长混乱的情况下,仍以<111>方向转向磁场方向,形成取向组织。在Al-Ni过共晶合金定向凝固中,强磁场使得条状Al3Ni初生晶生长偏离磁场方向,在足够强的磁场中形成规则的层状组织。分析表明,上述现象产生的原因是,具磁各向异性的晶体在磁场中受力的作用而发生重新取向。.在Al Al2Cu和Al Al3Ni共晶的生长中,发现强磁场减小片状和纤维状共晶间距,导致带状组织的形成;并可以引发片状共晶的退化。进而,提出了在磁场下共晶生长过程中扩散边界层磁化和溶质富积模型,认为由于在固液界面处溶质富积,因而改变磁化率,从而导致磁力线发生弯曲,产生横向磁场梯度,影响了原子的扩散,进而改变共晶间距和导致带状组织的形成。发现强磁场可以使常规条件下无取向特性的Al Al2Cu共晶具备特定取向,强制Al2Cu共晶相以[001]晶向沿磁场方向取向;进而,提出了强磁场作用下片状共晶取向模型和生长模型。研究表明,强磁场在共晶固相中将诱生热电磁应力,该应力可以促使片状共晶形貌的不稳定和退化。研究了强磁场对凝固相变的影响,提出了利用物质在梯度强磁场中的受力变化测定相变点的方法。其原理为,当相变发生时,物质磁化率改变,从而其在梯度磁场中的受力相应发生变化,通过测量该力的变化可判定物质发生相变的温度点,从而测得相变温度的变化。利用这一方法测定了Bi Mn合金包晶相变温度随磁场强度的变化,结果发现随着磁场强度的增大,该相变温度逐渐增大,在10T磁场下相变温度提高20℃左右。观察了该合金在包晶相变过程中组织的变化,发现在强磁场下,随着相变的进行,生成相的形态发生沿垂直磁场方向分裂,平行磁场方向聚合的变化。建立模型分析了磁场对相变温度的影响,结果与实验一致。发现强磁场使Bi Mn合金的BiMn相以<001>方向沿磁场方向取向排列,从而导致强的磁各向异性,剩磁成倍提高;随着磁场强度和作用时间的增加,磁各向异性逐步增强。
任忠鸣,晋芳伟[7]（2008）在《强磁场在金属材料制备中应用研究的进展》文中研究说明强磁场下金属材料制备加工过程是一个新兴的研究领域,近年来发展迅速.作者综述了这一领域的主要进展,重点讨论了强磁场的晶体取向作用、磁场对金属凝固的作用、磁场下金属热处理和磁场的相变热力学效应等,指出强磁场对金属材料制备的影响是独特和复杂的,具有广阔的发展前景.同时分析了需进一步研究的主要方向.
晋芳伟[8]（2007）在《梯度强磁场对铝硅过共晶合金凝固的影响》文中研究说明梯度强磁场对合金产生驱动力，在这一驱动力作用下合金凝固组织发生很大变化，如初生相晶粒迁移等，对此研究可为制备自生复合材料和功能梯度材料开辟新的途径，也为金属熔炼中去除夹杂物提供新的思路和方法。因此，深入研究磁场影响析出相粒子的迁移、细化和分布的规律具有重要意义。本文以工业常用的过共晶Al-Si合金为对象，开展了梯度强磁场下合金凝固规律的研究。本文第一部分实验研究了过共晶铝硅合金的初晶硅颗粒在梯度强磁场下的迁移行为，特别注意了分别考察磁场强度和磁场梯度的各自影响，在此基础上建立了相应的理论模型。研究结果表明，磁场梯度一定，磁场强度只有达到某一特定值时，初晶硅的迁移才会发生。随着磁场强度的增加，初晶硅发生迁移并形成偏聚层。但当磁场强度超过某一值后，磁场强度的进一步增大对初晶硅迁移的影响变小，表明磁场强度的影响趋于饱和。保持磁化力基本相同，磁场强度增大，迁移程度减小，表明静磁场对初生相的迁移有阻碍作用。磁场强度不变，随着磁场梯度的增大，初晶硅的偏聚量增加，晶粒尺寸变小。理论分析得到熔体的有效粘度与磁感应强度的关系：η′=η+kBz2，理论分析较好地解释了实验结果。论文第二部分对强梯度磁场下金属熔体中析出相晶粒迁移的动力学规律进行了理论研究。求解了上述模型的动力学方程，得到迁移速度的解析解和迁移距离的分析解，分别为：定义了晶粒的迁移率，并导出其表达式，即：上式说明，迁移距离和迁移率与磁场分布密切相关。凝固过程中淬火实验结果表明：晶粒半径大于等于40μm的初晶硅在120s内大部分完成迁移，与理论计算吻合。本文第三部分实验研究了磁场强度和恒温时间对半熔态Al-18％Si合金中偏聚初晶硅晶粒尺寸的影响。结果表明：无磁场时初晶硅为粗大的板条状或五星状，施加梯度磁场时偏聚初晶硅呈弥散分布的等轴多边形，初晶硅显着细化。当磁化力维持不变时，偏聚初晶硅晶粒尺寸随磁场强度的增大而减小，晶粒数量密度随磁场强度的增加而增大。实验结果表明强磁场影响Si原子扩散。对磁场抑制扩散及初晶硅的受力进行了理论分析，分别导出了扩散系数以及晶粒受到的排斥力与磁场强度的关系为：较好地解释了实验结果。实验发现，偏聚层中硅颗粒分布均匀，其间距相近。建立了硅颗粒的分布的模型，得到了偏聚初晶硅晶粒间距与磁场的关系，即：结果与实验吻合。表明偏聚初晶硅晶粒间的磁排斥力与晶粒的磁化力具有相同的数量级，二者的相互作用导致了初晶硅的均匀分布。论文第四部分研究了强磁场对全熔态过共晶Al-Si合金中初晶硅及共晶组织的影响。结果表明，施加梯度磁场时，全熔态凝固的初晶硅发生不同程度的迁移，但没有形成偏聚层，原因是合金处于半固态的时间较短，初晶硅没有足够的时间进行迁移，和理论计算结果一致。无磁场时初晶硅沿试样周边析出，施加恒定磁场时，初晶硅基本上分布于整个试样截面，磁场强度为7T时，析出的初晶硅尺寸较小。对磁场影响初晶硅形核率进行理论分析表明，随着磁场强度的增加，初晶硅形核率有极值存在，可定性地解释实验结果。金相分析表明共晶组织层片间距随着磁场强度的增加而减小，原因是磁场抑制对流和扩散。用扫描电镜对共晶硅进行形貌观察，结果表明，无磁场时为粗短棒状，分布稀疏；施加5～12T恒定磁场时，共晶硅为细而长的棒状、分布密集，预示强磁场细化了共晶硅。测定铝硅合金在不同磁场条件下的凝固曲线，结果表明磁场对合金降温速度没有影响，表示实验中磁场对传热影响很小，可忽略。因此，初晶硅和共晶硅的细化不是降温速度方面的原因所产生的，进一步表明磁场导致扩散降低，从而使组织细化。凝固曲线的测定还表明，施加恒定强磁场和梯度强磁场时，共晶凝固点的温度均有不同程度的升高。原因是磁场影响形核率，使共晶硅析出量增大，改变了共晶凝固点的成分。本文最后还阐明了梯度磁场下初生硅颗粒生长的基本规律。在梯度磁场中，当硅颗粒因磁化力的作用聚集但不接触聚合时，在长大过程中迅速消耗周围硅溶质，因而难以长大；当硅颗粒不发生聚集时，因周围硅溶质供应充足，因而硅颗粒充分生长，形成粗大硅颗粒。
王建元,陈长乐[9]（2006）在《磁场作用下的金属凝固研究进展》文中研究说明磁场作用下的金属凝固已成为金属材料基础研究和开发制备新技术的重要领域。综述了交变/旋转磁场、直流磁场作用下金属凝固的研究历史及现状,运用电磁学及金属凝固原理,揭示了磁场对凝固组织形貌及凝固过程产生的影响及主要机制,并对以后的理论研究工作提出了建议。
李喜,任忠鸣,王晖,邓康,徐匡迪[10]（2006）在《强磁场下Al-Ni合金凝固初生相Al3Ni的取向行为》文中进行了进一步梳理进行了10T强磁场下Al-（8%12%）Ni（质量分数）合金凝固实验,考察了初生相Al3Ni的取向行为。结果表明,加磁场后纤维状初生相Al3Ni在垂直于磁场方向的平面上定向排列聚集,形成层间距基本相同的分层组织。X射线衍射结果表明,施加磁场后,Al3Ni晶体发生了取向,其〈00l〉晶向转向磁场方向。在合金两相区中,当磁感应强度和温度提高到一定值时,初生相的取向程度显着增加,其定向排列因子Г也随之增加。此外,还对晶体在磁场中的取向行为进行了热力学分析。
二、强磁场下Bi-Mn合金中形成的MnBi相凝固组织（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、强磁场下Bi-Mn合金中形成的MnBi相凝固组织（论文提纲范文）
（1）强静磁场对过共晶合金定向凝固组织影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 强磁场对凝固行为影响进展 |
| 1.2.1 强静磁场概述 |
| 1.2.2 强磁场对合金熔体流动的影响 |
| 1.2.3 强磁场对合金取向的影响 |
| 1.2.4 强磁场对合金相变的影响 |
| 1.2.5 强磁场对合金时效过程和均匀化过程的影响 |
| 1.2.6 定向凝固下纵向磁场效应归纳 |
| 1.3 合金概述 |
| 1.3.1 Al-Cu 合金概述 |
| 1.3.2 Al-Ni 合金概述 |
| 1.3.3 Bi-Mn 合金概述 |
| 1.4 选题的意义与主要研究内容 |
| 第二章 实验设备与方法 |
| 2.1 实验对象 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.3 温度梯度的测定 |
| 2.4 试验方法 |
| 第三章 纵向强磁场对 Al-40wt%Cu 过共晶合金定向凝固行为的研究 |
| 3.1 纵向强磁场对 Al-40wt%Cu 过共晶合金定向凝固显微组织的影响 |
| 3.1.1 纵向强磁场对 Al-40wt%Cu 合金定向凝固固/液界面形态的影响 |
| 3.1.2 纵向强磁场对 Al_2Cu 初生相间距的影响 |
| 3.1.3 纵向强磁场对定向凝固组织取向的影响 |
| 3.2 分析与讨论 |
| 3.2.1 纵向强磁场下热电磁效应理论分析 |
| 3.2.2 纵向强磁场对宏观偏析的影响 |
| 3.2.3 纵向强磁场对微观结构及晶体取向的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 纵向强磁场对 Al-12wt%Ni 过共晶合金定向凝固行为的研究 |
| 4.1 纵向强磁场对 Al-12wt%Ni 合金凝固组织的影响 |
| 4.1.1 纵向强磁场对 Al-12wt%Ni 合金定向凝固组织的影响 |
| 4.1.2 纵向强磁场对 Al-12wt%Ni 合金体凝固组织的影响 |
| 4.2 分析与讨论 |
| 4.2.1 纵向强磁场中 Al_3Ni 初生相的取向分析 |
| 4.2.2 纵向强磁场下晶体旋转取向热力学分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 纵向强磁场对 Bi-Mn 过共晶合金凝固行为的研究 |
| 5.1 纵向强磁场对 Bi-Mn 过共晶合金凝固组织的影响 |
| 5.1.1 纵向强磁场对 Bi-Mn 过共晶合金定向凝固组织的影响 |
| 5.1.2 纵向强磁场对 Bi-6wt%Mn 合金体凝固组织的影响 |
| 5.2 分析与讨论 |
| 5.2.1 MnBi 初生相在强磁场中凝固组织形成过程 |
| 5.2.2 MnBi 初生相在磁场中的磁化取向 |
| 5.2.3 MnBi 初生相沿磁场方向聚集和长大 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间公开发表的成果 |
| 作者在攻读硕士学位期间所作的项目 |
| 致谢 |
（2）强磁场对MnBi/Bi过共晶定向凝固组织的影响（论文提纲范文）
| 1 实验方法 |
| 2 实验结果 |
| 3 分析与讨论 |
| 4 结论 |
（3）磁场对铸态铝基二元合金晶体学和微观组织的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 材料电磁过程概述 |
| 1.1.1 电磁场的发展 |
| 1.1.2 材料电磁过程的发展 |
| 1.2 电磁场的功能 |
| 1.3 电磁场在材料制备过程中的应用 |
| 1.3.1 普通直流磁场 |
| 1.3.2 强磁场 |
| 1.3.3 交流磁场 |
| 1.3.4 组合磁场 |
| 1.3.5 脉冲磁场 |
| 1.4 本文研究的目的和主要内容 |
| 第2章 晶体学取向及EBSD技术 |
| 2.1 晶体取向的研究 |
| 2.1.1 晶体取向 |
| 2.1.2 织构的表示方法 |
| 2.1.3 取向差 |
| 2.1.4 孪生 |
| 2.1.5 重位点阵 |
| 2.2 EBSD技术概述 |
| 2.2.1 EBSD的发展 |
| 2.2.2 EBSD的组成及工作原理 |
| 2.2.3 EBSD的应用 |
| 2.2.4 EBSD样品的准备 |
| 第3章 铝基二元合金中初生相的晶体学特征研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验装置与工艺 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 实验合金熔配 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.2.4 实验结果检测及分析 |
| 3.3 实验结果及分析与讨论 |
| 3.3.1 初生Al_3Fe相的晶体学特征 |
| 3.3.2 初生Al_3Zr相的晶体学特征 |
| 3.3.3 初生α_(Zn)固溶体相的晶体学特征 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 强磁场下铝基二元合金凝固过程中初生相的析出行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 强磁场实验装置与工艺 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验合金熔配 |
| 4.2.3 实验方法 |
| 4.2.4 实验结果检测及分析 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 初生Al_3Fe相的析出行为 |
| 4.3.2 初生Al_3Zr相的析出行为 |
| 4.3.3 初生α_(Zn)固溶体相的析出行为 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 匀强磁场作用下Lorentz力引起的磁粘滞阻力 |
| 4.4.2 梯度强磁场作用下的“迁移”磁化力 |
| 4.4.3 匀强磁场作用下的“取向”磁化力 |
| 4.4.4 强磁场对初生Al_3Fe相的影响机理 |
| 4.4.5 匀磁场对初生Al_3Zr相的影响机理 |
| 4.4.6 强磁场对初生α_(Zn)固溶体相的影响机理 |
| 4.5 小结 |
| 4.5.1 初生Al_3Fe相 |
| 4.5.2 初生Al_3Zr相 |
| 4.5.3 初生α_(Zn)固溶体相 |
| 第5章 普通直流磁场下铝基二元合金半连续铸造过程中的组织转变 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝合金半连续铸造实验装置与工艺 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 实验合金 |
| 5.2.3 实验合金工艺流程 |
| 5.2.4 实验结果检测及分析 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 Al-9.8wt.%Zn合金 |
| 5.3.2 Al-0.24 wt.%Fe合金 |
| 5.4 分析与讨论 |
| 5.4.1 无磁场时晶体的生长 |
| 5.4.2 施加直流磁场时晶体的生长 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 晶体学特征 |
| 6.2 强磁场的影响 |
| 6.3 普通直流磁场的影响 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 作者简介 |
（4）强磁场下金属凝固研究进展（论文提纲范文）
| 1 前 言 |
| 2 磁场中纯金属凝固的热力学分析 |
| 3 胞枝晶生长 |
| 4 共晶生长 |
| 5 晶体取向 |
| 6 第二相在液体金属中迁移 |
| 7 磁场对凝固的其他影响 |
| 8 结 语 |
（5）强磁场下合金熔体中颗粒运动行为控制及其对凝固组织演化的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号列表 |
| 第1章 绪言 |
| 1.1 强磁场的分类与发展 |
| 1.1.1 强磁场的分类 |
| 1.1.2 强磁场发生技术的发展与现状 |
| 1.2 均恒强磁场在材料科学中的应用 |
| 1.2.1 洛仑兹力的作用 |
| 1.2.2 磁化能的作用 |
| 1.3 梯度强磁场在材料科学中的应用 |
| 1.3.1 磁悬浮 |
| 1.3.2 磁阿基米德悬浮 |
| 1.3.3 磁分离 |
| 1.4 熔体中颗粒运动行为控制及其对凝固组织演化的影响 |
| 1.4.1 凝固过程中熔体中颗粒的运动行为 |
| 1.4.2 熔体中颗粒运动的动力学影响因素 |
| 1.5 本研究的选题依据和主要工作内容 |
| 1.5.1 研究的目标与意义 |
| 1.5.2 论文的主要研究内容 |
| 第2章 强磁场下熔体中颗粒运动理论分析 |
| 2.1 强磁场对熔体中单个颗粒迁移、旋转运动的影响 |
| 2.2 强磁场下熔体中多个颗粒间相互作用对运动行为的影响 |
| 2.2.1 强磁场下颗粒之间的相互吸引 |
| 2.2.2 强磁场下颗粒之间的相互排斥 |
| 2.2.3 强磁场下颗粒之间的运动阻碍 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 实验研究对象与方法 |
| 3.1 实验研究对象 |
| 3.1.1 Al-Si合金中的外生TiAl_3颗粒 |
| 3.1.2 Bi-Mn合金中的初生MnBi相颗粒 |
| 3.2 实验用合金配制 |
| 3.2.1 Al-Si合金 |
| 3.2.2 Bi-Mn合金 |
| 3.3 实验设备和实验方法 |
| 3.3.1 超导强磁体装置 |
| 3.3.2 实验研究方法 |
| 3.3.3 试样的观察与分析 |
| 第4章 强磁场对Al-7.1wt%Si合金熔体中外生颗粒运动行为及凝固组织的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验过程 |
| 4.3 外生颗粒在熔体中的运动行为研究 |
| 4.3.1 TiAl_3颗粒在熔体中的沉降及影响因素 |
| 4.3.2 TiAl_3颗粒在熔体中的排列及影响因素 |
| 4.4 凝固组织的力学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 强磁场对Bi-Mn合金半固态中的初生相运动行为及凝固组织的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.3 强磁场对半熔化状态下的晶粒运动行为的影响 |
| 5.3.1 强磁场对MnBi晶粒迁移运动的影响 |
| 5.3.2 强磁场对MnBi晶粒旋转的影响 |
| 5.4 强磁场对半熔化状态下的晶粒长大行为的影响 |
| 5.4.1 强磁场对MnBi晶粒形貌、尺寸变化的影响 |
| 5.4.2 强磁场中半固态下凝固的BiMn合金的磁性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 梯度强磁场对低溶质Bi-Mn合金熔体中初生相颗粒运动行为及凝固组织的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.3 梯度强磁场对熔体中颗粒运动的影响 |
| 6.3.1 磁场梯度对MnBi颗粒在熔体中迁移的影响 |
| 6.3.2 磁场梯度对MnBi聚集体中的形貌影响 |
| 6.3.3 磁场方向对MnBi颗粒在熔体中迁移的影响 |
| 6.3.4 MnBi颗粒在熔体中的旋转 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 强磁场对高溶质Bi-Mn合金熔体中初生相的生长行为影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验过程 |
| 7.3 实验结果与讨论 |
| 7.3.1 高溶质含量Bi-Mn合金的凝固组织 |
| 7.3.2 横片状组织出现的原因 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 作者简介 |
（6）强静磁场下二元合金凝固行为研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 强磁场对流动的影响研究 |
| 1.2.1 磁场抑制流体流动作用 |
| 1.2.2 强磁场引发液体流动的作用 |
| 1.2.2.1 强磁场对温差电流引起流动的促进作用（热电磁对流） |
| 1.2.2.2 强磁场引起磁对流的作用 |
| 1.3 磁场对相变的影响 |
| 1.4 强磁场下晶体的取向行为研究 |
| 1.5 磁力和磁悬浮 |
| 1.6 本工作的意义及研究内容 |
| 第二章 强磁场对界面稳定性和枝胞晶生长，取向的研究 |
| 2.1 强磁场定向凝固装置和实验过程 |
| 2.2 强磁场对界面稳定性和形态转变的影响 |
| 2.3 强磁场对胞晶生长的影响 |
| 2.4 强磁场对枝晶生长的影响 |
| 2.4.1 Al-4.5wt%Cu 合金枝晶生长 |
| 2.4.2 A1-12wt%Ni 合金初生晶 |
| 2.5 分析和讨论 |
| 2.5.1 强磁场对凝固热力学参数影响的评 |
| 2.5.2 强磁场下扩散边界层磁化和溶质富积及其对界面稳定性影响 |
| 2.5.3 磁晶各向异性对晶体生长和取向的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 合金凝固中的热电磁效应-热电磁流和热电磁力 |
| 3.1 热电磁流 |
| 3.1.1 热电磁流理论分析和评估 |
| 3.1.2 热电磁流的数值模拟 |
| 3.1.3 实验验证 |
| 3.2 热电磁力 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 强磁场对共晶定向凝固组织的影响研究 |
| 4.1 实验材料及实验方法 |
| 4.2 片状共晶Al-Al2Cu |
| 4.2.1 强磁场对定向凝固Al-Al2Cu 共晶的金相组织形态的影响 |
| 4.2.2 强磁场对定向凝固Al-Al2Cu 共晶组织取向的影响 |
| 4.2.3 定向凝固Al-Al2Cu 共晶合金的位错分析 |
| 4.3 纤维状共晶Al-Al3Ni |
| 4.4 分析和讨论 |
| 4.4.1 强磁场对定向凝固过程中共晶取向的影响机理 |
| 4.4.2 强磁场对共晶间距的影响和带状组织的形成 |
| 4.4.3 强磁场对共晶生长的不稳定性和位错的形成分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 强磁场对Bi-Mn合金包晶相变及其凝固组织的影响 |
| 5.1 梯度强磁场下测定相变方法和实验过程 |
| 5.2 磁场下包晶相变点温度变化 |
| 5.3 磁场对包晶相变过程中组织变化的影响 |
| 5.4 强磁场对磁性能的影响 |
| 5.5 强磁场下相变热力学和相形态变化分析 |
| 5.5.1 强磁场下相变热力学 |
| 5.5.2 强磁场下形态的变化机制分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录(磁学单位换算表) |
| 博士生期间发表及待发表的论文目录 |
| 致谢 |
（7）强磁场在金属材料制备中应用研究的进展（论文提纲范文）
| 1 强磁场下晶体取向研究 |
| 2 强磁场下金属凝固研究 |
| 3 磁场热处理 |
| 4 磁场的相变热力学效应 |
| 5 结 语 |
（8）梯度强磁场对铝硅过共晶合金凝固的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 序言 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 材料电磁过程(EPM)研究概述 |
| 2.2 强磁场用于材料科学领域的研究和应用 |
| 2.2.1 材料中的晶体取向研究 |
| 2.2.2 磁取向在超导和陶瓷材料中的研究和应用 |
| 2.2.3 强磁场下的定向凝固技术 |
| 2.2.4 磁场热处理 |
| 2.2.5 磁场对相变的影响 |
| 2.3 磁悬浮 |
| 2.4 梯度磁场的应用 |
| 2.4.1 磁分离技术的应用 |
| 2.4.2 梯度磁场对化学反应的影响 |
| 2.4.3 Moses效应及磁阿基米德悬浮 |
| 2.4.4 其它应用 |
| 2.5 强磁场在电化学中的应用 |
| 2.6 磁场在Al-Si合金凝固中的应用 |
| 2.6.1 改善Al-Si合金性能的相关研究 |
| 2.6.2 磁场对Al-Si合金凝固行为的影响 |
| 2.7 本文主要研究内容 |
| 第三章 实验装置、研究对象及实验方法 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.2 磁场分布 |
| 3.2.1 弱磁物质在梯度磁场中的受力 |
| 3.2.2 磁场分布 |
| 3.3 研究对象 |
| 3.4 实验方法 |
| 3.4.1 原料准备及母合金的熔炼 |
| 3.4.2 实验方案 |
| 3.4.3 实验参数及过程 |
| 3.4.4 测定凝固曲线 |
| 第四章 梯度强磁场下半固态凝固过程中初晶硅的迁移行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.3.1 无磁场时的凝固组织 |
| 4.3.2 恒定磁场梯度下磁场强度对凝固宏观组织的影响 |
| 4.3.3 淬火实验结果 |
| 4.3.4 恒定磁场强度下磁场梯度对凝固宏观组织的影响 |
| 4.3.5 微观组织 |
| 4.3.6 恒定磁化力下磁场强度对凝固宏观组织的影响 |
| 4.4 分析讨论 |
| 4.4.1 磁场强度对初晶硅迁移的影响 |
| 4.4.2 磁场对初晶硅晶粒尺寸的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 强梯度磁场下金属熔体中析出相晶粒迁移的动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论 |
| 5.2.1 晶粒的迁移速度 |
| 5.2.2 晶粒的迁移距离 |
| 5.2.3 析出相晶粒的迁移率 |
| 5.3 实验 |
| 5.4 实验结果 |
| 5.5 结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 梯度强磁场中初晶硅细化及其机理研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.3 实验结果 |
| 6.3.1 磁场强度对偏聚初晶硅晶粒尺寸的影响 |
| 6.3.2 恒温时间对偏聚初晶硅晶粒尺寸的影响 |
| 6.4 分析和讨论 |
| 6.4.1 磁场强度对液态金属扩散系数的影响 |
| 6.4.2 偏聚层中初晶硅晶粒的受力分析 |
| 6.4.3 晶粒生长速度 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 全熔态过共晶Al-18%Si合金在强磁场中的凝固行为研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验方法 |
| 7.3 实验结果 |
| 7.3.1 强磁场对初晶硅宏观组织的影响 |
| 7.3.2 强磁场对共晶组织的影响 |
| 7.3.3 磁场对扫描电镜组织的影响 |
| 7.3.4 磁场对铝硅合金凝固温度的影响 |
| 7.4 讨论 |
| 7.4.1 初晶硅的析出及分布 |
| 7.4.2 共晶组织层片间距的改变 |
| 7.4.3 磁场改变共晶温度 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新 |
| 8.3 今后工作及展望 |
| 参考文献 |
| 主要符号清单 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）强磁场下Al-Ni合金凝固初生相Al3Ni的取向行为（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 Al3Ni 纤维取向排列 |
| 2.2 Al3Ni取向程度的变化 |
| 2.3 Al3Ni 相的磁性 |
| 3 磁场下晶体旋转取向热力学分析 |
四、强磁场下Bi-Mn合金中形成的MnBi相凝固组织（论文参考文献）
- [1]强静磁场对过共晶合金定向凝固组织影响的研究[D]. 王科峰. 上海大学, 2014(02)
- [2]强磁场对MnBi/Bi过共晶定向凝固组织的影响[J]. 刘璟,李喜,邓康,任忠鸣. 上海金属, 2012(05)
- [3]磁场对铸态铝基二元合金晶体学和微观组织的影响[D]. 李磊. 东北大学, 2011(07)
- [4]强磁场下金属凝固研究进展[J]. 任忠鸣. 中国材料进展, 2010(06)
- [5]强磁场下合金熔体中颗粒运动行为控制及其对凝固组织演化的影响[D]. 娄长胜. 东北大学, 2010(03)
- [6]强静磁场下二元合金凝固行为研究[D]. 李喜. 上海大学, 2009(05)
- [7]强磁场在金属材料制备中应用研究的进展[J]. 任忠鸣,晋芳伟. 上海大学学报(自然科学版), 2008(05)
- [8]梯度强磁场对铝硅过共晶合金凝固的影响[D]. 晋芳伟. 上海大学, 2007(04)
- [9]磁场作用下的金属凝固研究进展[J]. 王建元,陈长乐. 材料导报, 2006(05)
- [10]强磁场下Al-Ni合金凝固初生相Al3Ni的取向行为[J]. 李喜,任忠鸣,王晖,邓康,徐匡迪. 中国有色金属学报, 2006(03)