《兩相體系中顆粒粗化行為的強磁場控制》是依託東北大學，由王凱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：兩相體系中顆粒粗化行為的強磁場控制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王凱
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
顆粒粗化是半固態加工、沉澱強化、夾雜物控制等多種材料製備過程的核心問題。將強磁場這一新的控制手段引入顆粒粗化的過程中，系統研究強磁場下顆粒粗化過程的基本規律有利於對顆粒粗化過程進行控制、改善材料的微觀組織進而提高其性能。本項目以弱磁性顆粒或強磁場下呈現不同能量效果的磁性顆粒的固/固、固/液兩相體系為研究對象，採用實驗研究和理論分析相結合的方法，研究強磁場下兩相體系中顆粒的粗化行為，揭示強磁場對各個體系自由能及體系內溶質原子擴散行為的影響規律，明確強磁場對顆粒粗化的影響機制，初步建立強磁場下的顆粒粗化理論模型，提出利用強磁場控制顆粒粗化的技術思路。研究結果不僅有助於豐富強磁場材料科學理論，而且對於研究強磁場對材料的作用機理及強磁場下材料的開發具有積極意義。
結題摘要
顆粒粗化行為是半固態加工、液相燒結、難混溶合金凝固、液相合成、沉澱強化、夾雜物控制等多種材料製備過程的核心問題。對顆粒粗化過程進行有效控制可控制材料的微觀組織、提高其性能。本課題提出利用強磁場控制顆粒粗化過程，選擇含有MnSb相和Co相顆粒的液/固兩相體系和含有Al3Li相和MnSb相顆粒的固/固兩相體系為研究對象，研究了強磁場下顆粒相在半固態等溫處理、液相燒結、球化處理、時效等過程中的粗化行為，明確了強磁場在上述材料過程中對顆粒粗化行為的作用規律，從強磁場對物質表現出的磁化能、各向異性能、洛倫茲力、磁化力、磁力矩、磁偶極子相互作用等效應的角度揭示了強磁場對液/固和固/固兩相體系內顆粒熟化行為的作用機制，提出了強磁場控制顆粒粗化的技術原型，並利用強磁場製備出高取向度的稀土-鐵基合金。在上述研究基礎上，本項目將研究拓展至濕化學法生成納米顆粒的液/固兩相溶液體系中，探索利用強磁場控制納米顆粒的粗化行為。同時，課題組將研究得到的顆粒粗化理論套用到硬質合金的液相燒結過程，通過控制晶粒長大和原子擴散，製備出超細晶梯度硬質合金。本課題的研究結果對豐富外場作用下顆粒熟化的基本理論、深化強磁場材料科學研究，具有重要的理論意義。本課題按照計畫書的要求，順利完成了研究計畫要點包括的內容，實現了本課題計畫書的預期目標。根據本課題的研究結果，課題組在國內外重要期刊上共發表論文13篇（其中，被SCI收錄12篇次，EI收錄11篇次）；發表會議論文9篇（其中做邀請報告5次），參與主辦國際會議1次；申請國家發明專利5項，其中，獲得授權2項；參編出版專著3部。課題執行期間，培養博士後1人（出站1人）、博士研究生3人（畢業2人）、碩士研究生3人（畢業3人）。在課題執行期間，課題組同德國、日本、法國和瑞典的大學和研究所開展了聯合培養博士和博士後、大型儀器設備共享、定期學術交流等方式的合作研究。
