电磁场影响冶金相变机理重大项目

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在重大项目中所起的作用
在重大项目中所起的作用

课题设置(所设各课题的研究重点和彼此分工,达到预期目标需安排的交叉、综合研究和联合实验、观测研究);


课题一、强磁场下冶金相变形核机制研究

在重大项目中所起的作用:

重大项目将进行电磁场作用下的冶金相变机理研究。如我们所知,冶金相变形核是相变理论研究的重要组成部分,是一切组织的起源,直接决定着材料最终的组织和性能;搞清强磁场下金属凝固和固态相变过程中形核变化规律和作用机制是电磁场作用下的冶金相变机理研究的前段研究和理论基础。因此,本课题研究内容对重大项目的顺利执行是至关重要的。



课题二、强磁场下液/固界面演化机制及晶体生长行为研究重点:

在重大项目中所起的作用

本课题所属的重大项目通过研究电磁场作用下液-固和固-固相变过程中的形核、液/固界面演化及晶体生长行为、固态转变界面特性和相长大行为,探索 电磁场下冶金相变机理,利用热、电、磁、力协同作用控制组织演变和缺陷, 进而形成高品质金属材料冶金工艺过程的电磁场控制技术。本课题主要针对液/ 固界面演化机制及晶体生长行为开展研究,同课题 1(强磁场下冶金相变形核机 制研究)的研究内容相结合后就涵盖了金属凝固的全过程,两个课题的研究结 果将对电磁场下金属的凝固过程形成较完整的认识,对电磁场的作用机制形成 较深入的理解,进而为课题 4(热、电、磁、力协同作用下组织演变及缺陷控制) 提供理论基础。



课题三、电磁场下金属固态转变界面特性及相长大行为

在重大项目中所起的作用

金属材料的冶金工艺流程分为液/固转变,以及后续的压力加工和热处理过程中的固态转变,总称为冶金相变。冶金技术的核心则是冶金相变的控制。“电磁场下冶金相变机理重大项目”正是针对目前冶金工艺中的共性难点问题,探索近十年来电磁场下材料制备与加工领域的一些新发现的深层科学机制,掌握电磁场下这些新发现对冶金相变的影响规律,最终为解决现在冶金技术中的瓶颈问题提供理论基础。压力加工和热处理过程中的固态转变是冶金相变过程中的重要一环,也是金属材料服役前对其进行组织调控的最后一道工序,直接决定着材料的最终使役性能。已有的研究表明,电磁场的施加可以影响该过程的诸多关键环节,例如磁场影响固态相变温度,改变原子扩散速率,增加金属材料塑性等。然而至今尚未有综合考虑电磁场、应力场和温度场(三场)共同作用下的固态转变。为取得对三场作用下固态转变过程的深入了解,进而为电磁控制的实际应用提供理论基础。本课题主要针对固态转变过程中的关键环节开展系统的研究。将在总项目拟解决的三个关键科学问题之一“电磁场下冶金相变中生长动力学”研究中起关键作用。



课题四、热、电、磁、力协同作用下组织演变及缺陷控制

在重大项目中所起的作用

重大项目围绕电磁场下的形核机制、相变界面及生长行为和组织演化等方面阐述电磁场作用下的冶金相变机理。本课题作为重大项目的四个课题之一,是项目的重要研究内容和应用出口之一。课题围绕着电磁场作用下复杂的热、电、磁、力协同作用下的组织演化及缺陷控制过程进行研究,其中组织演化过程控制是冶金相变过程的重要组成部分,与前三个课题直接相关,决定着冶金相变最后的材料组织形态。缺陷控制是电磁场冶金的重要优势,也是项目研究的重点,本课题通过研究热、电、磁、力协同作用对组织形成和缺陷的控制能够为获得电磁场提高冶金质量的方法服务。综上,本课题与其余三个课题紧密相连,可以直接用到其它课题强磁场下形核机制、相变界面和生长行为的研究成果,是项目的重要研究内容,并且组织和缺陷控制提高冶金质量是项目的重要应用出口。