岳阳磁铁厂家 金坤磁铁加外磁场的作用

1、外加磁场随着电磁冶金技术、磁流体动力学理论的不断发展，利用外加磁场控制金属凝固 过程中的热量、质量、动量传输及液态金属成型过程得到人们的广泛重视。对 于多相合金，温度梯 度、热电能差及热电效应将对金属凝固过程产生多方面影 响。对于任意合金凝固过程，只要 存在不同温度梯度和不同相之间的热电能差, Seebeck效应就将发挥作用进而产生电动力emf, emf = - SthXGradient （T）, 其中，Sth为热电能，表明材料热电能力的大小，同种材料 固相的热电能大于 液相；合金中导电能力大的成分含量越多的相，热电能越大。该电动力（即电 场）推动电荷运动形成热电流Jth, Jth/ o =-

2、SthXGradient （T） o当把外加磁场 施加到合金凝固体系中时，外加磁场与速度场、热电流场复合将对糊状区枝晶 网络及固液界面前沿产生复杂的作用和影响。一方面，外磁场与热电流复合产 生推动溶质运动的热电磁流体动力学效应（TEHHD）,形成热电磁流体速度场（JthXB）；另一方面，外加磁场与仅山温度 梯度形成的液相对流速度场及新形成的热电磁流体速度场复合作用，产生抑止 流体运动的磁制动效应（MHD）,制动力大小分别与VXB和JthXBXB的大小相对应，第1项与B成 正比，第2项与B2成正比。那么在某一特定凝固条件下TEHHD与MHD哪一个发挥主要作 用及其发挥主要作用的控制条件的确定，将

3、成为实际利用外磁场控制金属凝固 过程首要解决的问题。同时，TEHHD与MHD的交互作用否存在相对稳定阶段以便于人为控制结晶组织 形貌，也需要我们对其进行研究和验证。2.实验方法将Al-4. 0%Cu Al-ll%Si合金加工成10 - 2m、B二1 T时Ha大致在150左右。此时电磁制动力足够大以至液相区的自然对流 会被完全抑制。对于糊状区，参考实验测得的一次臂间距验算得到其Ha在 7、10左右，即对流不能被完全抑制而会随MHD和TEMHD效应强弱不断变化波 动，这与实验测得的数据结果是相符的。何树红从数学角度已经证实了三维有 界区域内磁流体动力学方程（MHD）存在唯一周期 解。依据N-S方程

4、+传输方程 求解的液相区（糊状区）对流曲线也反映了动量传输的波动性对于Al-4. 0%Cu合金，在牵引速度为25 u m/s时一次臂间距随外磁场增加先增 大后减小的原因，可以从TEHHD与MHD效应发挥作用主次不同上加以理解。在曲线上 升段，外磁场强度较小，MHD的JthXBXB项相对VXB项小很多，MHD仅抑制了液相 中山于温度梯度引起的对流传质而对TEHHD不起作用。故一次臂间距在热电磁 对流速度场（JthXB）不断增大引起溶质传输不断增强的影响下不断增大直至 达到最大值。其后，随着外磁场的进一步增大，JthXBXB项开始发挥作用，热电磁流体速度场开始不断减弱，曲线下降。牵引速度为40、5

5、0 P m/s两条曲线初始段一次臂间距随外磁场增加而减小，是 山于牵引速 度进一步增大不可避免的引起扰动增强，此时外磁场较弱,TEMHD进 一步增加了对流传质。两条曲线随后都出现震荡波动增大现象，这是外磁场增 大引起的热电磁对流增强和MHD抑制对流此消彼长反复成为主导因素的结果。70、lOOum/s两条曲线，山于牵引速度增加引起溶质传输不充分而造成曲线初 始段上升。随后由于MHD抑制作用下而下降，而即进入震荡波动增加阶段。另外，考虑到TEHHD、MHD以及磁场对速度增量、电流增量的作用都是在动态 过程中连续进行的，所以不同牵引速度下的XI曲线岀现交义现象和峰值错位 现象就可以理解了。对于热电能

6、差较大的Al-ll%Si合金，除山于JthXBXB项 较大（山于Jth较大）引起初始段曲线随磁场保持较慢增长（其至水平不变） 外，其他现象与Al-4. 0%Cu合金类似，在此不再赘述。5.结论综合以上实验分析，我们不难发现：Al-4. 0%Cu. Al-ll%Si合金在横向磁场下水 平定向凝固过程中，受到外加磁场、温度梯度、牵引速度等影响，其一次臂间 距呈现震荡波动增加现象。在TEMHD效应发挥主导作用的条件下，一次臂间距 增大；在MHD效应发挥主导作用的条件下，一次臂间距减小。正是外加磁场引 起的两种相反效果的效应反复发挥主要作用，一次臂间距出现震荡波动。但总 体看一次臂间距是随外磁场增大引起的TEMHD效应增强而增大的。对于任意非 单相合