1月23日,國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)工程與材料學(xué)部重點(diǎn)項(xiàng)目中期檢查會(huì)在北京召開,金屬所楊院生研究員負(fù)責(zé)的“低壓脈沖磁場(chǎng)凝固的基礎(chǔ)研究”重點(diǎn)項(xiàng)目,綜合評(píng)價(jià)為A,順利通過中期檢查。
該項(xiàng)目由金屬所和寶鋼研究院共同承擔(dān),圍繞組織細(xì)化和均勻化要求高的特種金屬合金的低壓脈沖磁場(chǎng)凝固過程開展系統(tǒng)深入的研究,重點(diǎn)研究低壓脈沖磁場(chǎng)作用凝固過程的規(guī)律及其作用機(jī)制。低壓脈沖磁場(chǎng)凝固是楊院生研究員領(lǐng)導(dǎo)的“先進(jìn)材料凝固與制備技術(shù)”創(chuàng)新課題組研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù),申請(qǐng)的發(fā)明專利“低壓脈沖磁場(chǎng)作用下細(xì)晶金屬材料制備方法”于2012年8月獲得授權(quán)。該重點(diǎn)基金項(xiàng)目系統(tǒng)研究低壓脈沖磁場(chǎng)與合金熔體的交互作用,建立了低壓脈沖磁場(chǎng)作用下金屬凝固的能量、動(dòng)量和質(zhì)量傳遞的3D模型,獲得了低壓脈沖磁場(chǎng)作用下合金熔體中的電磁力、流場(chǎng)、溫度場(chǎng)的特性和分布規(guī)律,以及無量綱角頻率與集膚層厚度和電磁力的關(guān)系;初步建立了脈沖磁場(chǎng)作用下形核熱力學(xué)模型、低壓脈沖磁場(chǎng)作用下枝晶生長(zhǎng)的宏-微觀模型,運(yùn)用界面穩(wěn)定性理論提出了枝晶球化機(jī)制,提出了晶粒細(xì)化機(jī)理;設(shè)計(jì)和研制了真空脈沖磁場(chǎng)凝固裝置,研究了低壓脈沖磁場(chǎng)參數(shù)、作用方式、及其與熱參數(shù)耦合作用對(duì)3.5%Si無取向硅鋼和K417、IN718C鎳基高溫合金凝固組織和晶粒細(xì)化的影響,獲得了最佳過程參數(shù);實(shí)現(xiàn)了低壓脈沖磁場(chǎng)常壓凝固和低壓脈沖磁場(chǎng)真空凝固,并已開始應(yīng)用于實(shí)際細(xì)晶鑄造。
低壓脈沖磁場(chǎng)凝固是一種新的細(xì)晶化和均質(zhì)化制備技術(shù),項(xiàng)目的研究成果可以滿足制備國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需的特種高性能細(xì)晶合金材料的需求,同時(shí)也將加深對(duì)于金屬在外場(chǎng)作用下凝固的認(rèn)識(shí)和豐富凝固理論。課題組在下一步研究中,將根據(jù)專家組建議進(jìn)一步加強(qiáng)理論預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合,強(qiáng)調(diào)理論對(duì)凝固工藝的指導(dǎo),發(fā)揮低壓脈沖磁場(chǎng)技術(shù)在節(jié)能、裝備與工藝上的優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)將相關(guān)技術(shù)推廣到實(shí)際器件制造中,取得更加豐碩的研究成果。