材料的发展对国民经济和科技的飞速发展起到了至关重要的作用,随着科技的不断进步,对材料的各项要求也越来越高。在材料科学领域,开发新技术、采用新工艺是提高材料性能和开发新材料的重要途径。 Al-Si合金具有许多优异的物理特性和化学特性,是工程应用中一种十分重要的金属材料。但是Al-Si合金具有初晶硅分布不均、难细化,所以按常规方法难以获得均匀的组织。 近些年来,超导强磁场的迅速发展和应用,使磁场的应用范围从传统的以铁磁性材料为主扩大到整个材料领域,成为材料制备过程中的一种重要手段。其特殊的磁场条件对组织细化和改善颗粒分布有明显作用,本文正是利用强磁场的这一特性来研究其对Al-Si合金凝固行为的影响。 本论文介绍了强磁场的发展概况,阐述了强磁场在材料科学方面的一些应用以及对材料性能的影响。初步探讨了强磁场作用下合金组织细化、Al晶粒取向、初晶硅重新分布的各种现象的原因。 研究结果表明: 1.外加强磁场提高了Si和Al-Si的自由能,相对降低了Si形核势垒和临界晶核半径,促进了初晶硅和共晶Al-Si组织细化。 2。强磁场作用下,共晶Al-Si组织由无磁场处理时的长条状,变为短棍、点状、细条状的混合组织。 3.在磁场力的作用下,Bz·dBz/dz为正值时,该区域内Si克服重力向上部聚集;反之,该区域内Si都集中在下部。 4.为使Si原子的自由能达到最低的自由能,在磁场洛伦兹力作用下,Si原子向试样的边缘部位偏聚。 5.因为磁场提供的强大能量,所以顺磁性的Al晶粒采取择优取向。此处AL晶粒是以(111)面为生长方向。