強磁場下塊體非晶合金的形成規(guī)律及作用機制

強磁場能影響合金中的各種中短程有序結構的形成，為調控非晶合金的微觀組織和性能提供了一種有效手段。在本項目執(zhí)行期間，制備了多種鋯基、稀土基、鐵鈷基及鐵基非晶合金，研究了部分合金的玻璃形成能力、熱穩(wěn)定性和性能，著重研究了強磁場對Zr60Cu20Ni10Al10、Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5、RE55Al25Co20、(Fe0.36Co0.36B0.192Si0.048Nb0.04)100-xCux、Fe84B10C6、Fe83B10C6Cu1、Fe76C7Si3.3B5P8.7和Fe75.3C7Si3.3B5P8.7Cu0.7等非晶合金的微觀組織和性能的影響，發(fā)現(xiàn)強磁場對不同非晶合金的微觀組織和性能的影響規(guī)律不同。研究發(fā)現(xiàn)，強磁場并未改變兩種鋯基塊體非晶合金的最終晶化產物，但通過抑制晶化相的長大而抑制了晶化反應的進行。強磁場促進了稀土基非晶合金Nd55Al25Co20、Gd55Al25Co20和La55Al25Co20中晶化相的形成。在本項目所用實驗條件下，強磁場對FeCo基非晶合金的晶化過程和磁性能無顯著影響。強磁場明顯促進了Fe基非晶合金中α-Fe相的形成，這種促進作用在晶化溫度附近最顯著。強磁場對不同鐵基非晶合金中α-Fe形成的影響機制有所不同。在Fe84B10C6非晶合金中，強磁場促進了α-Fe的形核，而對α-Fe的平均晶粒尺寸無明顯影響；在Fe83B10C6Cu1非晶合金中, 強磁場促進了α-Fe相的形核和長大，但未改變Fe83B10C6Cu1合金的晶化機制；在本項目所用實驗條件下，F(xiàn)eBC(Cu)合金退火后的軟磁性能惡化；強磁場促進了Fe75.3C7Si3.3B5P8.7Cu0.7非晶合金中α-Fe相的形核，同時細化了α-Fe晶粒，但并未改變其晶化機制；在合適的條件下，強磁場明顯提高了Fe75.3C7Si3.3B5P8.7Cu0.7合金的軟磁性能。在初始晶化階段，F(xiàn)e84B10C6、Fe83B10C6Cu1、Fe76C7Si3.3B5P8.7和Fe75.3C7Si3.3B5P8.7Cu0.7四種鐵基非晶合金的JMA指數(shù)分別為2.455、3.285、1.69和2.47，其晶化機制不同。這些結果對利用強磁場來調控非晶合金的微觀組織和性能提供了支持。

研究表明：強磁場影響了合金熔體中的原子團簇結構及非晶合金的形成和晶化過程?；趶姶艌鰧﹁F磁性和非鐵磁性合金的影響機理可能不同，本項目以鋯基、稀土基及鐵基非晶合金為研究對象，利用微觀組織分析技術和相變理論來研究強磁場對合金凝固組織的影響，通過對比非晶樣品的室溫壓縮行為、泊松比、磁性能、低溫晶化行為等來分析強磁場對非晶合金區(qū)域性微結構的影響，旨在建立非晶合金微觀組織及區(qū)域性微結構與磁場條件、合金體系、冷卻方式等的聯(lián)系，明確強磁場對非晶合金的微觀組織及區(qū)域性微結構的影響，了解強磁場對不同類型合金作用機制的異同，揭示強磁場對非晶合金形成的影響規(guī)律，達到利用強磁場來提高合金的非晶形成能力、調制非晶合金微結構的目的，為利用強磁場改善塊體非晶合金性能和開發(fā)新材料提供基礎。

Al基非晶合金因其輕質、高強、耐蝕、廉價等特點在航空航天及交通運輸領域展現(xiàn)出巨大應用潛力；然而非晶形成能力差、制備塊體材料困難成為其實際應用的嚴重障礙。本申請引入冷噴涂技術以最大程度地減小制備材料尺寸對合金形成能力的依賴，突破Al基非晶合金大尺寸塊體的制備瓶頸，為新材料的實際應用奠定基礎。.研究首先以我室自主研制的AlNiY基非晶合金為基礎調整和確定元素組成，霧化制備粉體喂料并檢測粉體相關特性；同時模擬研究冷噴涂過程中不同狀態(tài)（預熱溫度與飛行速度）顆粒撞擊后絕熱升溫、塑性變形、有效結合等情況以及冷卻過程對組織形成的影響；然后以模擬結果為依據(jù)，冷噴涂制備有針對性的非晶合金樣品；考察顆粒的沉積、結合行為以及合金的組織結構特點；通過數(shù)值模擬并輔以組織性能分析的方法解決相關科學問題，揭示非晶合金塊體的形成規(guī)律；優(yōu)化和確定噴涂工藝，冷噴涂制備優(yōu)質的Al基非晶合金塊體并進行相關后續(xù)處理及組織性能檢測。

Al基非晶合金因其輕質、高強、耐蝕、廉價等特點在航空航天及交通運輸領域展現(xiàn)出巨大應用潛力；然而非晶形成能力差、制備塊體材料困難成為其實際應用的嚴重障礙。本申請引入冷噴涂技術以最大程度地減小制備材料尺寸對合金形成能力的依賴，突破Al基非晶合金大尺寸塊體的制備瓶頸，為新材料的實際應用奠定基礎。 研究首先以我室自主研制的AlNiY基非晶合金為基礎調整和確定元素組成，霧化制備粉體喂料并檢測粉體相關特性；同時模擬研究冷噴涂過程中不同預熱溫度與飛行速度顆粒撞擊后絕熱升溫、塑性變形、有效結合等情況以及冷卻過程對組織形成的影響；然后以模擬結果為依據(jù)，冷噴涂制備有針對性的非晶合金樣品；考察顆粒的沉積、結合行為以及合金的組織結構特點；通過數(shù)值模擬并輔以組織性能分析的方法解決相關科學問題，揭示非晶合金塊體的形成規(guī)律；優(yōu)化和確定噴涂工藝，冷噴涂制備優(yōu)質的Al基非晶合金塊體并進行相關后續(xù)處理及組織性能檢測。 首先，完成了Al基非晶合金的成分設計；通過霧化制粉技術制備出滿足冷噴涂要求的非晶合金粉體；確定了合金的熔煉工藝和霧化制粉工藝；考察了采用高純原材料及工業(yè)級原材料制粉的可能性；對粉體非晶結構進行了確認，對粉體相關工藝特性進行了分析。其次，在沉積行為模擬方面，對于一種新型合金材料，通過現(xiàn)有資料與數(shù)據(jù)分析，結合對實際制備材料的相關測試，獲得了建立本構方程及物理模型的必要數(shù)據(jù)，彌補了新材料數(shù)據(jù)缺乏問題；掌握了ABAQUS軟件模擬、Lagrange和Euler法算法以及它們在本項目上的具體應用。第三，通過模擬和實驗了解了非晶顆粒沉積行為，確定了相關冷噴涂工藝參數(shù)調控范圍，制備了分散顆粒、涂層及沉積體樣品，確定了制備材料的非晶組織結構，初步實現(xiàn)了項目目標。第四，初步測試了制備材料的硬度、結合強度、表面粗糙度、耐腐蝕性能等指標，考察了涂層形成與致密化機理。相關工作為冷噴涂非晶涂層制備及該技術的實際應用打下基礎。

電價形成機制改革的前提是對電力資產重組和企業(yè)再造，其核心是發(fā)、輸配、供分開，從而形成發(fā)電側、供電側多家競爭，輸配電網(wǎng)區(qū)域性壟斷經營的所謂“兩側競爭、中間壟斷”的格局。電價形成機制要引人競爭，并遵循電力供求與電價間的互動規(guī)律，電力供求變化

會影響電價升降;反之，電價變動也會影響電力供求突化。電力供給大于電力需求，電力供給者(發(fā)電商)競爭，使電價下降;電力供給小于電力需求，電力需求者(消費者)競爭，使電價上升;電力供給等于電力需求，電力供求達到平衡。電價上升，電力供給增加，電力需求減小;電價下降，電力供給減小，電力需求增加。顯然，電力供求與電價也遵循市場經濟的一般規(guī)律那樣呈現(xiàn)雙向互動規(guī)律。英國電力市場由全部電量現(xiàn)貨交易改為期貨交易與現(xiàn)貨交易相結合的經驗;美國加州壓低定死終端用戶電價，從而引發(fā)電力緊張甚至停電的教訓，究其原因都是違背電力供求與電價互動規(guī)律所致。