强磁场对Bi-6%Mn合金中MnBi相形态和相变的影响

在无磁场的条件下,降温过程中Bi—Mn合金在340℃发生包晶相变,顺磁性Mn1．08Bi相转变为铁磁性MnBi相,同时伴随着相的形态变化,由块状转变成片状;在10T磁场中,Mn1．08Bi相发生包晶相变的温度升高至介于360—370℃之间,且MnBi相晶体发生了分裂,分裂后的小晶体沿磁场方向定向排列和聚合．从磁场诱发应变的角度分析了磁场对相变温度和MnBi相形态的影响．     

磁场对Bi-Mn合金两相区中MnBi相凝固组织的影响

将Bi-3%Mn和Bi-6%Mn合金加热至固液两相区内低于MnBi相Curie点的温度，保温30min后在一定条件下降温凝固，施加0－1．0T磁场，结果表明，磁场对MnBi相凝固组织和材料磁性能有明显的影响，Bi-Mn合金在固液两相区恒温时，MnBi晶体在大于0．1T的磁场作用下沿磁场方向排列和优先长大，定向排列因子г随外磁场强度的增大而提高，在磁场作用下的降温凝固过程中，沿磁场方向MnBi晶体长度增加，其平均长度随磁场的增大和合金在磁场中凝固时间的延长而增加，此外，磁取向试样具有明显的磁各向异性，平行定向排列方向的剩显著增强，而垂直方向的磁性很弱，从铁磁性MnBi晶体的磁各向异性和磁化晶体之间磁相互作用出发，建立了MnBi晶体的磁场中取向和优先长大的理论模型，并利用该模型对实验结果进行了讨论。     

强磁场对Bi-Mn合金半固态凝固过程中MnBi析出相组织的影响

在Bi-6%Mn合金从高于355℃(升温过程中MnBi化合物磁性转变温度)的固液两相区凝固过程中,研究了MnBi析出相组织在无磁场和强磁场条件下的演化过程.结果表明:在无磁场条件下MnBi析出相形态在340℃(MnBi相顺磁-铁磁转变温度)附近发生突变,由较规则的六方块状变为沿ab面长大的不规则片状;10 T磁场条件下析出相形态突变的温度提高到355℃左右.另外,10 T磁场能够控制析出相晶粒以c轴平行磁场取向、定向聚合和熔合长大,使析出相的最终形态又趋向较规则的六方块状.     

磁场对Bi-Mn合金两相区中MnBi相定向排列的影响

对不同成分Bi Mn合金在液固两相区和凝固过程中加磁场 ,考察磁场的磁感应强度和加热温度对合金中MnBi相的影响。结果发现 ,MnBi相沿磁场方向定向排列并且聚合长大 ,形成规则的棒状凝固组织。Bi Mn合金中MnBi相在磁感应强度为 0 .1T的磁场中就能够明显地沿磁场方向排列 ,MnBi相定向排列因子Γ随磁感应强度的增大和加热温度的升高而提高。在相同强度的磁场中 ,含Mn 6 % (质量分数 )的合金中 ,MnBi相定向排列所需的加热温度高于含Mn 3%的合金     

磁性相互作用对合金析出相组织的影响

试验研究磁性相互作用对Bi-Mn合金中MnBi析出相磁致织构组织稳定性的影响,结果发现取向析出相晶粒间磁性相互作用不仅能够使织构组织在无磁场降温过程中稳定存在,而且能够使之在无磁场条件下重新加热至低于MnBi化合物Curie温度(居里温度,指磁性相变发生的温度)的固液两相区凝固过程中稳定存在.从磁性物理出发分析取向晶粒间磁性相互作用的特点,较好地解释了试验现象.     

Bi-Mn合金片状初生MnBi相在强磁场中的凝固组织

进行了强磁场下Bi-Mn合金的全熔和半固态实验,研究了MnBi相在强磁场中的凝固行为．在10T强磁场下从全熔态和Curie点以上半固态开始凝固的实验中,MnBi相在360℃左右逐渐形成片状相,其短轴为易磁化轴;加磁场后易磁化轴转向磁场方向,并沿磁场方向定向排列和聚合,最终形成条状组织;片状相在强磁场的作用下有分裂趋势．结合晶体的磁各向异性和生长各向异性的特点,从磁化理论和晶体学出发,分析了Bi—Mn合金初生MnBi相在磁场中的凝固行为．     

强磁场对MnBi/Bi过共晶定向凝固组织的影响

进行了纵向强磁场下MnBi/Bi过共晶定向凝固实验研究.发现磁场使得MnBi相的形态发生了明显变化,对于Bi-0.82wt％ Mn过共晶MnBi/Bi定向凝固组织,在无磁场条件下,当生长速度V=5 μm/s,温度梯度GL =50℃/cm时,MnBi按照小平面生长,形成中空六方形和“V”字形结构;施加磁场条件下,随着磁场强度的提高,MnBi相呈小平面生长的趋势逐渐增强.并且发现磁场的存在使得MnBi相明显粗化,相间距增大.从晶体生长学和磁学的角度分析了强磁场对过共晶MnBi/Bi定向凝固组织的影响.     

强磁场对Bi-Mn合金355℃包晶相变点的影响

根据物质在梯度磁场中的受力与其磁性相关的原理,提出了通过测定合金在磁场中的受力来了解其相变的方法.根据该方法,对Bi-Mn合金在不同磁场强度下包晶相变点进行了测定,并从热力学上分析了强磁场对相变点的影响.结果发现:随磁场强度的提高,合金的包晶相变点逐渐提高,在10 T磁场下,相变点提高20℃左右.同时,强磁场的施加促进了MnBi相的形态由块状向片状的转变.     

强磁场对Bi-Mn和Al-Ni合金析出相形态的影响

采用逐层分析的方法研究了强磁场下MnBi和Al3Ni析出相的形态。发现Bi-6wt%Mn合金的铸态相中,MnBi析出相为薄片状,不呈树枝晶形貌。施加10 T磁场后,在平行磁场方向呈取向的棒状组织,在垂直磁场方向呈六方状。Al3Ni析出相在铸态组织中有初步聚合,施加10 T磁场后,沿磁场方向平行分布且层间距基本不变。     

强磁场下亚共晶Al-Cu合金初生相形核与生长行为(英文)

应用差热分析法研究了强磁场下Al-20.8%Cu(质量分数)亚共晶合金初生相形核与生长特性。差热分析曲线表明,初生相的形核温度随磁场强度的增大而降低,其生长速率则随磁场强度增大而增大。初生相枝晶由无磁场时无序生长转变为磁场下规则生长。研究表明,10T量级的磁场对Al晶体形核驱动力的影响可以忽略,初生相形核温度的降低主要归结为磁场下固液界面自由能的增加。枝晶形貌转变则源于磁场对熔体流动的抑制及铝晶体的磁各向异性。     

纵向强磁场对MnBi/Bi共晶定向凝固组织的影响

进行了纵向强磁场下MnBi／Bi共晶定向凝固实验研究，并从热力学的角度分析了强磁场对MnBi／Bi共晶定向凝固组织的影响，发现磁场有利于纤维状MnBi／Bi共晶定向凝固组织的形成，扩大了形成纤维状共晶组织的速度范围；在同一生长速度下随着磁场强度的增加，MnBi／Bi共晶纤维组织变得更加规则，MnBi纤维粗化，纤维间距增大；而且强磁场的施加，使MnBi的形态发生了变化，小平面生长特性增强。     

Ring--Like Solidification Structure Of Mnbi Phase In Bi—Mn Alloy Under A High Magnetic Field

对强磁场作用下Bi-Mn合金分别从全熔态和从固液两相区开始的凝固过程及其组织的实验研究表明，磁场使初生MnBi相在试样外侧呈环状偏聚，其自身生长为棒状，棒的长轴沿磁场方向呈定向规则排列，而试样心部基本无初生MnBi相。在Curie点以上开始进行较慢的凝固时，由片状聚合而成的棒状MnBi具有单晶特征。对以上现象的形成原因进行了分析。     

The alignment,aggregation and magnetization behaviors in MnBi–Bi composites solidified under a high magnetic field

Bi–6 wt% Mn alloy is solidified under a high magnetic field and its microstructures and magnetic properties have been investigated. Microstructure results show that three kinds of morphology of MnBi phase appear in different temperature zones. In all these cases, the grains are orientated with the 〈001〉-crystal direction along the magnetic field direction and aggregated. Magnetic measurement shows a pronounced anisotropy in magnetization in directions normal and parallel to the fabrication field, resulting from this alignment. The effect of the magnetic field on the Mn_1.08Bi/MnBi (paramagnetic/ferromagnetic) phase transformation has been studied and the result shows that the phase transformation temperature T_C increases with the increase of the external magnetic field and under a field of 10 T, a typical increase of T_C is 20 °C during heating and 22 °C during cooling. The change in the morphology and in the magnetic properties of MnBi phase is discussed from the phase transformation and the crystal structure change in magnetic field.     

Alignment behavior of MnBi phase in Bi-Mn alloy solidified in static magnetic field

1　INTRODUCTIONRegularstructuresinmaterialsarealwayspre paredtoimprovetheirproperties .Itiswellknownthatpowderedferromagneticmaterialscanbeorientedinastaticmagneticfield .Inrecentyearshighmag neticfieldwasappliedtoinducealignmentofparticlesinsomenonferromagneticmaterialswithanisotropicmagneticsusceptibilityinroomtemperature ,suchasparamagneticYBa2 Cu3O7ceramic[1] anddiamagneticgraphite[2 ] .Ifthematerialshavearesidualanisotropyintheirmagneticsusceptibilityatahightemperature ,theycanbetex…     

MnBi合金的结构与永磁性能

本文综述了有关MnBi低温相永磁材料方面的最新研究进展，对MnBi永磁合金的制备方法、结构及其永磁性能作了较为详尽的介绍。快淬和高能球磨方法可望成为单相性好的MnBi永磁合金的实用制备工艺。合金化方面的研究也显示出MnBi系合金的潜力。MnBi合金有望成为永磁性能较好且有好的温度特性(尤其是在高温时有很高的矫顽力并有正的矫顽力温度系数)的材料。MnBi合金可作为特殊用途的永磁材料，在许多领域获得应用。