專利名稱：一種Bi-Mn合金中原生態(tài)微晶定向聚合相分離的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種B1-Mn合金中原生態(tài)微晶定向聚合相分離的方法,為利用電磁場進行特殊材料制備提供了新的工藝方向，屬于合金組織控制研究技術領域。
背景技術：
材料工件在使用的過程中，由于其本身特性的限制并不一定能夠滿足在一些特定環(huán)境下的工作，為此常在材料工件表面涂覆一層或多層不同材料的薄膜來達到強化表面或使表面具有特殊功能的目的。然而近年來，隨著科學技術的快速發(fā)展，越來越多的先進技術被應用于材料的制備、加工過程當中，其中電磁場因其可以在材料的凝固過程當中產(chǎn)生定向排列的規(guī)則組織，改善材料的性質(zhì)，已得到人們的重視，在材料科學應用中的理論和實驗研究也迅速增多。目前，已在結(jié)晶凝固、粉末冶金、電析、燒結(jié)、熱處理、塑性加工、懸浮熔煉等方面得到應用，涉及到金屬材料、陶瓷材料、高分子材料等多個領域。其中發(fā)現(xiàn)，合金在電磁場下凝固可以出現(xiàn)定向排列規(guī)則的組織結(jié)構(gòu)，甚至在外表面發(fā)生物質(zhì)的取向、遷移和聚合現(xiàn)象，形成一層特殊的表面層。為此，針對現(xiàn)有的獲取材料特殊表面層方法的缺陷，如受工藝條件的限制表面層不穩(wěn)定，價格高昂，工藝復雜等，將電磁場引入到材料結(jié)晶凝固過程中，形成一種原生特殊表面層復合材料。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種在電磁場下促使B1-Mn合金中原生態(tài)微晶定向聚合相分離的方法， 其特征在于在電磁場的作用下利用晶體的磁晶各向異性使合金凝固時相偏聚形成特殊表面層。一種B1-Mn合金中原生態(tài)微晶定向聚合相分離的方法，其特征在于具有以下過程:選取純度為99.0%的金屬Bi和純度為99.5%的金屬Mn，在真空感應加熱爐內(nèi)熔煉出質(zhì)量分數(shù)6%Mn的B1-Mn合金，并采用線切割的方式截取直徑10mm，長度30mm的小段，表面打磨干凈后用酒精沖洗吹干。將B1-6%Mn合金試樣放入加熱爐內(nèi)，置于IOT磁場環(huán)境中加熱到345°C，恒溫30min后，以0.1°C /min的速度冷卻到完全凝固；將所得試樣分別沿橫向和縱向切開，研磨拋光，并進行腐蝕；然后將試樣作儀器檢測，發(fā)現(xiàn)在試樣表面偏聚形成初生BiMn相,呈環(huán)狀,其自身生長為棒狀，為定向規(guī)則排列，在試樣中心基本無初生BiMn相；從而實現(xiàn)相分離。一種B1-Mn合金中原生態(tài)微晶定向聚合相分離方法所用的裝置，它為傳統(tǒng)通用的裝置，包括有:加熱爐固定裝置(I)、水循環(huán)套筒(2)、加熱爐(3)、電磁場設備(4)、B1-Mn合金(5)、控溫系統(tǒng)(6)、熱電偶(7);將B1-6%Mn合金試樣放入加熱爐內(nèi)固定好，置于具有水循環(huán)套筒保護的IOT穩(wěn)恒磁場環(huán)境中，利用控溫系統(tǒng)將加熱爐升溫到345°C，保溫30min后，以
0.rc /min的速度冷卻到完全凝固。本方法的原理在于在電磁場的作用下使晶體易磁化軸轉(zhuǎn)向磁場方向后，晶體受到電磁力的牽引作用，發(fā)生取向、遷移甚至聚合現(xiàn)象，從而實現(xiàn)了相的分離，在試樣表面偏聚形成一層特殊的原生表面層，其分離機制如下:
具有磁性的晶體在電磁場中被磁化后成為一個磁偶極子，作用于該磁性晶體的磁力
為:
權利要求
1.一種B1-Mn合金中原生態(tài)微晶定向聚合相分離的方法，其特征在于具有以下過程:選取純度為99.0%的金屬Bi和純度為99.5%的金屬Mn，在真空感應加熱爐內(nèi)熔煉出質(zhì)量分數(shù)6%Mn的B1-Mn合金，并采用線切割的方式截取直徑10mm，長度30mm的小段，表面打磨干凈后用酒精沖洗吹干。將B1-6%Mn合金試樣放入加熱爐內(nèi)，置于IOT磁場環(huán)境中加熱到345°C，恒溫30min后，以0.1°C /min的速度冷卻到完全凝固。將所得試樣分別沿橫向和縱向切開，研磨拋光，并進行腐蝕；然后將試樣作儀器檢測，發(fā)現(xiàn)在試樣表面偏聚形成初生BiMn相,呈環(huán)狀,其自身生長為棒狀,為定向規(guī)則排列；在試樣中心基本無初生BiMn相；從而實現(xiàn)相分離。
2.—種B1-Mn合金中原生態(tài)微晶定向聚合相分離方法所用的裝置，它為傳統(tǒng)通用的裝置，包括有:加熱爐固定裝置(I)、水循環(huán)套筒(2)、加熱爐(3)、電磁場設備(4)、B1-Mn合金(5)、控溫系統(tǒng)(6)、熱電偶(7);將B1-6%Mn合金試樣放入加熱爐內(nèi)固定好,置于具有水循環(huán)套筒保護的IOT穩(wěn)恒磁場環(huán)境中，利用控溫系統(tǒng)將加熱爐升溫到345°C，保溫30min后，以`0.rc /min的速度冷卻到完全凝`固。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種Bi-Mn合金中原生態(tài)微晶定向聚合相分離的方法。屬于合金組織控制研究技術領域。其所使用的裝置為傳統(tǒng)通用裝置，包括電磁場設備、水循環(huán)保護系統(tǒng)、加熱爐、控溫系統(tǒng)。本發(fā)明方法的目的是在電磁場下生成合金原生相的特殊表面層以實現(xiàn)相分離。其特征在于在電磁場的作用下利用晶體的磁晶各向異性使合金凝固時偏聚形成特殊表面層，即電磁場的作用下使晶體易磁化軸轉(zhuǎn)向磁場方向后，晶體受到電磁力的牽引作用，發(fā)生取向、遷移甚至聚合現(xiàn)象，在試樣表面偏聚形成一層特殊的合金原生相表面層，從而實現(xiàn)相的分離。
文檔編號C30B30/04GK103233272SQ20131016538
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月8日 優(yōu)先權日2013年5月8日
發(fā)明者李喜, 盧振遠, 馬冬菊, 禹清晨, 王晨璐, 杜大帆, 侯龍 申請人:上海大學