收藏本站

外加磁场对Mn-Bi合金与Nd-Fe-B合金凝固过程微观组织演化影响的相场法研究

【摘要】:永磁合金能够提供稳定持久的磁通量并实现电信号转换、电能与机械能传递等功能,是现代工业和科学技术不可缺少的一种重要的基础功能材料,在能源、交通、机械、电子、医疗、国防等众多领域应用广泛。目前,最具有代表性的永磁合金是钕铁硼(Nd-Fe-B)体系,通常采用烧结或粘结的方法制备,昂贵的稀土元素以及复杂的工艺流程使得磁体的成本较高。为了降低生产成本,研究和开发无稀土高性能新型永磁合金(如Mn-Bi合金),或采用直接铸造的工艺来制备Nd-Fe-B磁体乃至软硬磁纳米复合磁体,成为近期的研究热点。材料的磁性能与其微观组织密切相关,为进一步提高以上永磁合金的磁性能,有必要通过工艺手段对其显微组织进行调控和优化。外磁场作为一种辅助加工的有效手段,已经在铸造领域应用并产生显著效果,但对以上永磁合金体系有何影响及其影响规律与机制还有待进一步研究与阐释。为此,本论文采用相场模拟的方法,围绕外磁场对Mn-Bi合金和Nd-Fe-B合金在凝固过程中微观组织演化的影响开展系列研究工作。首先,本论文针对Mn-Bi合金磁场凝固的制备工艺,研究了外加磁场对凝固包晶反应(Liquid+Mn_(1.08)Bi=MnBi)的影响。通过将外加磁场所引起的各个磁能项(塞曼能、磁晶各向异性能、退磁能)分别引入相场模型中,分别研究各磁能项对包晶反应过程中MnBi晶粒的影响,再将全部磁能项引入模型中得出外加磁场对MnBi晶粒生长的综合影响。研究结果表明,塞曼能可加快铁磁相MnBi晶粒的生长速度;磁晶各向异性能使MnBi晶粒内部的磁矩逐渐转向与易轴方向平行;退磁能可使MnBi晶粒沿外加磁场方向被拉长,晶粒由等轴球形变成长轴沿外磁场方向的橄榄形;外加磁场对包晶反应过程中MnBi晶粒的影响为上述效果的叠加。然后,采用相场法对Nd-Fe-B合金过冷熔体的凝固过程进行模拟,将磁能项引入体系自由能以及形核功,同时将实际快速凝固过程中可能出现的非晶相考虑在内,研究不同强度外磁场对Nd_(7.57)Fe_(88.65)B_(3.78)(at.%)合金凝固组织的影响。研究结果表明外磁场能有效细化组织晶粒,结合实验数据,可进一步推断外磁场下晶粒细化是由形核功ΔG降低和激活能Q减小两者共同作用的结果;外磁场会促进易轴方向与磁场方向接近的晶粒形核,使凝固组织中出现沿外加磁场方向的(00L)织构;对比不同温度下磁场对T_1、α-Fe和非晶相竞争生长的影响,发现磁场对非晶相的形成具有抑制作用。将相场模拟得出的组织形貌进行微磁学模拟,证明磁场对凝固组织的影响(晶粒细化、软磁相分布分散化、取向优化及非晶相体积减小等)有利于磁体矫顽力的提升。最后,针对纳米复合Nd_9Fe_(85)B_6合金的熔体快淬工艺,利用相场法模拟Nd_9Fe_(85)B_6熔体在400 K-600 K温度范围内连续冷却时组织的演化状态,研究初始液相中的有序小团簇、冷却速度以及外加磁场对凝固组织的影响。结果表明,Nd、Fe和B的成分接近于2:14:1的有序小团簇能使凝固组织中形成以T_1相为核、α-Fe相为壳的纳米复合核壳结构,该结构有利于Nd-Fe-B磁体的磁性能;随着冷却速度或外加磁场强度的增加,T_1晶粒的尺寸减小,α-Fe晶粒的形核数量以及体积分数增加;而过大的冷却速度或外加磁场强度将导致凝固组织中T_1相体积分数过小而使合金的磁性能较差。本研究通过相场法研究了外加磁场对Mn-Bi合金以及Nd-Fe-B合金组织演化的影响,从理论上对实验结果进行了解释,并在此基础上提出了新的发现,为实际制备工艺提供了理论支持。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨剑;李焕;易志勇;胡艳艳;;相场法模拟定向凝固微观组织演化研究进展[J];有色金属材料与工程;2016年02期
2 于志生;刘平;龙永强;;基于Ginzburg-Landau理论的相场法研究进展[J];热加工工艺;2008年16期
3 李树肖;吕绪明;李时磊;张海龙;王艳丽;王西涛;;热老化后相分离的相场法模拟(英文)[J];硅酸盐通报;2013年05期
4 朱昌盛,程俊,王智平;相场法模拟中计算方法研究概述[J];铸造;2004年09期
5 于艳梅,吕衣礼,张振忠,杨根仓,A karma,C Beckermann;相场法凝固组织模拟的研究进展[J];铸造;2000年09期
6 胡明君;孙钟良;张言;孙国强;马建民;孙大权;;基于相场理论的沥青自愈合微观进程与机理研究进展[J];石油沥青;2018年01期
7 沈聪;;金属材料微观组织结构演化的相场法研究[J];西部皮革;2016年10期
8 赵宇辉;张国伟;侯华;程军;;铸铝枝晶生长的相场法模拟[J];铸造技术;2006年05期
9 赵宇辉;张国伟;侯华;徐宏;;相场法模拟铸铝凝固过程的枝晶生长[J];铸造设备研究;2005年06期
10 姚海宁;;金属材料微观组织结构演化的相场法研究[J];有色金属文摘;2015年05期
11 肖荣振;安国升;朱昶胜;王智平;杨世银;;相场法对比模拟二元合金等温/非等温凝固过程(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年11期
12 张金玲;李树肖;何勇;王西涛;王艳丽;;枝晶生长的相场法模拟[J];铸造技术;2012年09期
13 王智平;冯力;路阳;朱昌盛;肖荣振;;三元合金等温凝固过程的相场法模拟[J];兰州理工大学学报;2007年04期
14 满海;胡绪志;宁岁婷;黄礼琳;罗志荣;高英俊;晶体相场模拟晶界萌生裂纹扩展[J];广西科学院学报;年期
15 于芯悦;;金属材料微观组织结构演化的相场法研究[J];南方农机;2018年11期
16 刘春晓;;用相场法优化非均匀薄膜的密度分布[J];杭州师范大学学报(自然科学版);2016年03期
17 李勇;李焕;赵亚茹;周雅婷;;定向凝固微观组织相场法模拟的研究进展[J];材料导报;2016年09期
18 王明光;赵宇宏;侯华;任娟娜;牛晓峰;杨伟明;;合金过冷熔体中枝晶生长的相场法研究进展[J];铸造技术;2011年01期
19 陈志;宋庆军;陈安琪;李阳;孔佑超;李峰;;相场法模拟凝固微观组织演化研究进展[J];铸造技术;2011年03期
20 王怀志;张殿喜;王智平;冯力;朱昌盛;肖荣振;;相场法模拟对流对枝晶生长的影响[J];铸造技术;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶超;王金斌;钟向丽;李波;周益春;;铁电材料微观畴结构的相场模拟研究[A];第十三届全国物理力学学术会议论文摘要集[C];2014年
2 汪丽媛;柳占立;庄茁;;相场法解应力场及微结构演化[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年
3 沈泳星;;断裂相场法简介[A];第十一届南方计算力学学术会议(SCCM-11)摘要集[C];2017年
4 刘运牙;;非传统相场计算方法模拟相变材料微观结构[A];第十三届全国物理力学学术会议论文摘要集[C];2014年
5 初东阳;柳占立;;相场法模拟动态冲击下金属材料的弹塑性破坏[A];北京力学会第二十四届学术年会会议论文集[C];2018年
6 周进雄;;固体表面纳米相自组装数值模拟的相场法[A];2006年全国固体力学青年学者研讨会论文摘要文集[C];2006年
7 王杰;;铁性智能材料微结构演化的相场模拟[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
8 冯小辉;杨院生;李应举;童文辉;;合金成分对共格析出动力学影响的相场模拟[A];动力与能源用高温结构材料——第十一届中国高温合金年会论文集[C];2007年
9 李月婵;施荣沛;王翠萍;刘兴军;王云志;;剪切场对聚合物材料相分离组织影响的相场动力学研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
10 薛世峰;徐刚;王海静;;基于相场法的稠油热采蒸汽驱油过程数值模拟[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张军;Fe-C-Mn合金中奥氏体—铁素体相变的相场模拟[D];中国科学技术大学;2017年
2 赵达文;过冷熔体凝固的相场法自适应有限元模拟[D];西北工业大学;2006年
3 李永胜;温度对Ni_(75)Al_xV_(25-x)合金沉淀过程影响的微观相场模拟[D];西北工业大学;2007年
4 朱耀产;二元共晶层片生长的多相场法数值模拟[D];西北工业大学;2007年
5 施小明;相场计算方法的改进与应用[D];北京科技大学;2018年
6 罗志荣;金属材料微观组织结构演化的相场法研究[D];广西大学;2013年
7 董祥雷;动力学作用下外延薄膜生长的定量相场研究[D];西北工业大学;2016年
8 冯力;多元合金凝固微观组织的相场法模拟研究[D];兰州理工大学;2009年
9 韩国民;铸造Mg-Al合金时效析出过程的相场模拟及实验研究[D];清华大学;2014年
10 吕良星;金属组织转变与变形的相场与晶体塑性模拟及其耦合模型[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈磊;相场法模拟Ni-Al-Cr合金时效时γ’相形貌的演化过程[D];山东大学;2018年
2 胡祥瑞;微波电磁场作用下材料微结构演化的相场模拟研究[D];中国科学技术大学;2018年
3 冯子康;外加磁场对Mn-Bi合金与Nd-Fe-B合金凝固过程微观组织演化影响的相场法研究[D];华南理工大学;2018年
4 高亚龙;二元合金相变过程晶粒生长的相场法模拟研究[D];兰州理工大学;2018年
5 何帅;相场法的准确性与边界曲率的关系研究[D];浙江大学;2011年
6 贾伟建;凝固微观组织相场法模拟[D];兰州理工大学;2005年
7 徐刚;相场理论在稠油热采驱替过程中的应用[D];中国石油大学(华东);2016年
8 李钦栋;激光熔覆纯金属微观组织的相场模拟[D];湖南大学;2012年
9 周力;合金枝晶生长相场法模拟的关键技术研究[D];中北大学;2010年
10 胡海皇;二元合金定向凝固晶粒生长的三维相场模拟研究[D];兰州理工大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|