强磁场作用下原子扩散行为的研究进展*
2016-06-05张艳苓覃继宁范同祥侯红亮
航空制造技术 2016年11期
丁 亮,牛 涛,张艳苓,覃继宁,范同祥,侯红亮
(1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海 201112;2.中航工业北京航空制造工程研究所,北京 100024)
强磁场是一种重要的外部物理条件,与普通电磁场的力效应和热效应不同,强磁场能够将强大的磁化能量无接触地传递到材料的原子尺度,明显改变材料的热力学状态,影响材料中原子和分子的排列、匹配、迁移等行为[1]。近年来,随着低温超导技术的快速发展,超导强磁场的获得日趋轻便、经济,强磁场装置的生产已达到产业化。目前,强磁场在控制材料的物理化学过程、相变、热处理、结晶凝固、液体悬浮与分离等方面均取得了大量的科研成果,发现了很多新现象或者制备新型功能和结构材料,并诞生了强磁场材料学。
扩散焊可以焊接其他方法难以焊接的材料,尤其是异种材料之间的结合,并且其接头显微组织和性能与母材接近,不存在气孔、宏观裂纹等缺陷。研究表明扩散焊中的许多过程,如固态相变、晶粒生长、晶界迁移以及再结晶等,都与扩散密切相关[2]。而研究发现,磁场对上述物理过程都有着重要影响[3-8]。然而由于原子扩散速率缓慢导致的工艺效率低下成为其主要弊端,限制了该技术的应用。因此,在技术角度探索通过施加强磁场来提高工艺效率,在科学角度研究强磁场下固态原子的扩散行为,具有十分重要的意义。
本文综述了目前国内外该领域的研究现状,重点分析了强磁场对扩散的影响机制,并对该领域存在的问题进行了归纳总结。……
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