脉冲电磁场下的金属凝固及固相析出

1电磁场在冶金过程中的应用1 1.1金属材料在稳恒磁场下的特性1 1.2谐波磁场材料加工技术8 1.3脉冲电磁场在材料制备中的应用10 2电磁场理论概述及其数值模拟方法13 2.1麦克斯韦电磁场理论体系的哲学美13 2.2电磁场理论的发展过程16 2.3麦克斯韦方程组20 2.3.1法拉第定律21 2.3.2安培-麦克斯韦定律22 2.3.3高斯电场定律23 2.3.4高斯磁场定律24 2.4介质中的控制方程25 2.4.1绝对导体中的电磁场26 2.4.2介质的磁化29 2.4.3时变电磁场的趋肤效应34 2.5电磁场的定解条件36 2.5.1介质中电磁场的边值条件36 2.5.2理想导体的边值条件39 2.5.3电磁场的初始条件40 2.6电磁过程数学模拟实例40 2.6.1实体模型43 2.6.2控制方程及定解条件43 2.6.3模拟过程44 2.6.4结果可信度验证45 2.6.5结果分析47 3脉冲电磁场下合金的凝固过程50 3.1脉冲电磁场在金属熔体中的传播特性50 3.1.1矩形波脉冲磁场的波形特点50 3.1.2熔体中的脉冲电磁能52 3.1.3电磁波在熔体中的反射及吸收54 3.2脉冲电磁场下的铝合金凝固过程分析55 3.2.1试验过程设计55 3.2.2脉冲电磁场占空比对凝固组织的影响57 3.2.3脉冲电磁场占空比对冷却曲线的影响58 3.3脉冲电磁场下熔体内的磁场、流场及温度场60 3.3.1数学模型61 3.3.2磁感应强度分布特征62 3.3.3洛伦兹力对形核过程的影响64 3.3.4流场对晶核运动的影响66 3.3.5焦耳热对熔体凝固的影响66 3.4脉冲电磁场对铸态稀土镁合金组织性能的影响68 3.4.1稀土镁合金的相组成68 3.4.2占空比对AZ91D-0.75La镁合金凝固组织的影响70 3.4.3频率对AZ91D-0.75La镁合金凝固组织的影响73 3.4.4脉冲电磁场下稀土镁合金的力学性能及凝固组织的细化机制 75 4脉冲电磁场下的形核及扩散78 4.1形核过程动力学78 4.2初生晶核的形成83 4.2.1脉冲占空比对晶核形成的影响83 4.2.2原子团簇的原子累加过程84 4.3电磁场对自扩散过程的影响87 4.3.1扩散系数与压强的关系87 4.3.2磁感应强度对扩散系数的影响88 4.4磁势能对形核率的影响90 5脉冲电磁场下的晶体各向异性92 5.1择优取向的形成及其机理92 5.1.1脉冲电磁场对晶体取向的影响92 5.1.2晶体的旋转过程93 5.2脉冲电磁场对晶体结构的影响98 5.2.1脉冲电磁场对晶格常数的影响98 5.2.2脉冲电磁场对微观应变的影响100 6脉冲电磁场下半连续铸造及压铸工业实践102 6.1熔体表面脉冲电磁场下半连续铸造工业实践102 6.2脉冲电磁场对稀土镁合金压铸组织的影响116 6.3脉冲电磁场的铸造工业化应用展望126 7电磁场下固相析出（形核）行为的初探128 7.1脉冲电磁场下铝合金的时效析出行为128 7.2微波电磁场下纳米晶玻璃陶瓷的结晶行为137 参考文献153