一种利用高强梯度磁场制备梯度复合材料的方法和装置

摘要

一种利用高强梯度磁场制备梯度复合材料的方法，首先将金属原料或金属预制件放入铸模中，置于强磁场装置中的特定梯度磁场位置，使加热炉处于真空或保护气氛下；利用感应或电阻加热装置使金属原料熔化，保温20min以上使其充分熔解；施加不同的磁场强度和方向等磁场条件，控制一定的凝固速度使熔体冷却凝固，然后随炉空冷至室温，制得梯度复合材料。装置主要由强磁场发生装置、真空加热炉、铸模、感应或电阻加热装置、冷却水套构成，利用原位生成或外部添加第二相和金属基体在梯度强磁场中所受磁化力不同，对第二相分布进行有效控制，最大的优点是控制第二相在液态基体中分布的外力是通过不直接接触凝固体系的方式施加的，不需要任何传播介质。

主权项

1、一种利用高强梯度磁场制备梯度复合材料的方法，首先将预先处理的金属原料或金属预制件放入铸模中，利用升降装置将铸模置于强磁场装置中的特定梯度磁场位置；加热炉处于真空或保护气氛下，利用感应或电阻加热装置使金属原料或金属预制件熔化；金属原料或金属预制件由金属基体和第二相组成，其特征在于金属基体为Al、Fe、Cu、Ni或Mn，第二相为MnSb、MnBi、FeSi2、SiC、Al2O3、Pb、Fe3O4或NiAl，组成金属材料或金属预制件的第二相由原位生成或外部添加，要求基体和第二相间存在磁化率差异，按体积百分比，第二相含量为5～60％，其余为基体成分；所述利用感应或电阻加热装置使金属原料或金属预制件熔化，要保温20min以上，使其充分熔解，保温温度高于金属熔点50～100℃；施加磁场为0～20T，磁感应强度和磁场梯度的乘积的绝对值为0～1000T2/m，控制1～300℃/min的凝固速度，使熔体冷却凝固，然后随炉空冷至室温，制取第二相在金属基体中呈梯度分布的梯度复合材料。