強磁場下Mn-Sb合金液-固兩相體系內顆粒的粗化行為.pdf

1、顆粒粗化是半固態(tài)加工、液相合成、難混溶合金凝固、沉淀強化、液相燒結、夾雜物控制等多種材料制備過程的核心問題。深入理解顆粒粗化過程的基本規(guī)律有利于對顆粒粗化過程進行有效控制、改善材料的微觀組織進而提高性能。本文將強磁場施加到液/固二元體系中半固態(tài)等溫處理過程，以期通過強磁場控制液相中顆粒的粗化行為。本文進行了亞共晶Mn-Sb合金的半固態(tài)等溫處理實驗，研究了合金的微觀組織演變，考察了MnSb顆粒的尺寸變化及其分布，分析了強磁場的作用機制。主

2、要研究結果如下：
　　(1)隨著保溫時間的延長，0T和1T磁場下經(jīng)半固態(tài)等溫處理的合金中MnSb枝晶經(jīng)歷了碎化、球化和粗化的過程，形成了MnSb顆粒與共晶組織共存的組織;4、8、11.5T磁場下在半固態(tài)等溫處理初期的合金的淬火組織中出現(xiàn)了初生MnSb相、初生Sb相和共晶組織共存的特殊組織;隨著保溫時間的延長，合金重新轉變?yōu)镸nSb顆粒分布在MnSb/Sb共晶基體的組織;
　　(2)半固態(tài)等溫處理過程中出現(xiàn)的特殊組織是由于強磁

3、場通過洛倫茲力抑制對流、未熔斷枝阻礙對流及MnSb相磁化引起磁場梯度變化而導致Mn溶質富集所引起的;
　　(3)MnSb初生相粗化動力學符合rn∝t的粗化規(guī)律，0T和1T磁場條件下顆粒粗化方程n值大約為3，顆粒分布曲線與LSW理論下的穩(wěn)態(tài)分布趨近，顆粒粗化機制為擴散控制，隨著磁場強度增加到11.5T，顆粒粗化速率增大，粗化方程n值增加到4，顆粒分布曲線偏離LSW理論。
　　(4)強磁場作用下，磁極間的相互作用引起顆粒接觸和合