本文进行强磁场下Pb-Sn共晶合金定向凝固实验研究,以便了解强磁场对共晶合金生长的影响,对于强磁场下材料制备研究具有十分重要的意义.实验采用超导强磁场定向凝固炉,在加热炉中产生磁场强度最高可达14T(特斯拉)的纵向稳恒强磁场,磁场方向与定向凝固方向一致.实验中,在定向凝固炉中加热Pb-Sn共晶合金到450℃并保温半小时,然后使凝固速度变动于0.5~15μm/s,(固-液界面前沿液相温度梯度为45K/cm),液淬速度为15mm/s,冷却介质为Ga-In-Sn液态金属,使得加热炉中的液态金属由下而上定向凝固.用普通金相显微镜和扫描电镜观察金相组织,并根据扫描电镜照片分析了强磁场对共晶片间距的影响;X射线衍射仪测定分析了强磁场对Pb-Sn共晶晶体学位向关系的影响.试验结果分析表明:无磁场时的共晶生长纵向形态为规则排列的共晶层片,并且晶体的生长方向沿热流的反方向,即竖直向上生长,且宽度均匀;而施加强磁场时,共晶体斜向排列,亦即偏离了竖直方向,甚至某些产生近乎横向起伏的排列.其产生的原因似乎与强磁场改变了共晶中领先相Pb的界面能有关.并且合金中共晶体斜向排列存在磁感应强度和凝固速度的临界值,10T强磁场下,凝固速度小于5μm/s时,磁场使其偏离竖直方向生长的作用较明显;凝固速度一定的情况下,磁场强度大于6T时,强磁场才会使得Pb-Sn共晶合金微观组织偏离竖直方向生长.X射线衍射分析表明:施加强磁场使得Pb-Sn共晶合金微观组织偏离竖直方向生长,是由于强磁场使得定向凝固Pb-Sn共晶合金的晶体学上发生了变化.另一方面在一定生长速度下,施加强磁场使横向组织出现了紊乱、断裂、不连续现象.而且,与同一条件下普通定向凝固相比较发现:在一定速度范围内强磁场使得Pb-Sn共晶片间距减少,并且片间距减少的程度独立于凝固速度.