振蕩電磁場下夾雜物的碰撞聚合及遷移項(xiàng)目摘要

本研究嘗試探索一種新的電磁凈化模式-振蕩磁場凈化，即在單向電磁擠壓力的基礎(chǔ)上耦合一電磁振動(dòng)力。通過振蕩力增強(qiáng)微細(xì)夾雜物與其它夾雜物的碰撞聚合長大，并在電磁擠壓力作用下實(shí)現(xiàn)同步分離，以期去除熔體中的微細(xì)夾雜物，提高分離效率，獲得高潔凈度的金屬熔體，具有較大的實(shí)際意義。通過不同振蕩磁場參數(shù)下對(duì)各種尺度分布組合的夾雜物振動(dòng)碰撞聚合的規(guī)律進(jìn)行研究，有助于對(duì)振蕩力作用下夾雜物的碰撞聚合長大機(jī)理的認(rèn)識(shí)，揭示電磁振蕩同步分離微細(xì)夾雜物的去除機(jī)理，具有較大的理論意義。

研發(fā)新的熔體凈化技術(shù)，去除鋁合金熔體中的非金屬夾雜物，尤其是小尺寸的夾雜物具有重要意義。 　　本項(xiàng)目通過三年的系統(tǒng)工作，取得如下研究成果：1）設(shè)計(jì)了一套振蕩磁場熔體處理系統(tǒng)，系統(tǒng)研究了振蕩磁場力大小、頻率對(duì)熔體中非金屬夾雜物碰撞聚合、分散及遷移行為的影響規(guī)律，在此基礎(chǔ)上提出施加振蕩磁場處理金屬熔體新技術(shù)，為熔體中微細(xì)夾雜物的去除提供了一條新的技術(shù)途徑； 2）通過理論解析及EBSD分析等手段，提出振蕩電磁場作用下熔體中非金屬夾雜物兩種聚合機(jī)制：相對(duì)碰撞和同向碰撞，電磁振蕩的施加極大地促進(jìn)了這兩種碰撞發(fā)生的概率，此外EBSD研究結(jié)果表明非金屬夾雜物之間有兩種聚合方式：規(guī)則聚合和非規(guī)則聚合。3）研究了單一旋轉(zhuǎn)磁場和行波磁場下非金屬夾雜物的運(yùn)動(dòng)遷移規(guī)律，在在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種新型復(fù)合磁場，并系統(tǒng)研究了復(fù)合磁場作用下熔體中非金屬夾雜物的運(yùn)動(dòng)遷移行為，提出了復(fù)合磁場凈化新技術(shù)，該技術(shù)可處理大體積熔體，熔體處理效率較傳統(tǒng)電磁凈化方案顯著提高；4）采用蒙特卡洛法研究了電磁場作用下夾雜物的碰撞聚合及分離行為，發(fā)現(xiàn)夾雜物與熔體間界面能和能流密度對(duì)碰撞行為影響較大，對(duì)電磁場熔體凈化方案設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。

散射

在粒子物理，原子物理或者當(dāng)一個(gè)光子作為碰撞物之一時(shí)，碰撞也稱為散射，散逸或漫射。當(dāng)一個(gè)粒子在碰撞中向另一個(gè)能級(jí)躍遷時(shí)，也稱作非彈性碰撞（非彈性散射）。當(dāng)多數(shù)光子參與一個(gè)非彈性散射時(shí)會(huì)改變其總波長。相關(guān)請(qǐng)參閱散射和散射原理。

碰撞反應(yīng)碰撞

反應(yīng)碰撞來自反應(yīng)，如化學(xué)反應(yīng)或通過高能粒子在量子物理學(xué)中的碰撞產(chǎn)生新的粒子。在此必須注意，碰撞前后不同的粒子提供了能量和動(dòng)量。在碰撞過程中速度變化的同時(shí)也存在粒子質(zhì)量和數(shù)量的變化。

反應(yīng)碰撞的一種類型如“電負(fù)性交換”：一個(gè)原子，分子或離子，一個(gè)或多個(gè)電子交換的原子物理學(xué)過程。很可能在此過程中一個(gè)電子給其中一個(gè)碰撞物帶上正電性。如太陽風(fēng)中的正電子（參見高能離子）通過彗星周圍的氣層時(shí)被捕獲并發(fā)出x射線。

用碰撞時(shí)產(chǎn)生的巨大碰撞力來產(chǎn)生巨大瞬時(shí)力，如各種沖壓機(jī)、打樁機(jī)、炮彈穿甲等。相反地，有時(shí)要 避免巨大碰撞力的危害，采用各種緩沖裝置，如彈性體或液壓緩沖器，以延長碰撞時(shí)間，從而減小碰撞力。碰撞已成為現(xiàn)代工程技術(shù)中一個(gè)重要的力學(xué)問題。巨大的碰撞力和連續(xù)作用的碰撞，對(duì)材料的強(qiáng)度和疲勞有很大影響。此外，儀表、裝置和設(shè)備應(yīng)保證在其載體受到碰撞和沖擊載荷時(shí),能夠正常工作，不致松動(dòng)、失靈和損壞。

碰撞正碰（direct impact )

一個(gè)運(yùn)動(dòng)的球與一個(gè)靜止的球碰撞，碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度仍會(huì)沿著這條直線。這種碰撞稱為正碰，也叫對(duì)心碰撞。

碰撞斜碰（oblique impact)

一個(gè)運(yùn)動(dòng)的球與一個(gè)靜止的球碰撞，如果碰撞之前球的運(yùn)動(dòng)速度與兩球心的連線不在同一條直線上，碰撞之后兩球的速度都會(huì)偏離原來兩球心的連線。這種碰撞稱為斜碰，也叫非對(duì)心碰撞。

碰撞物體對(duì)障礙物的碰撞

一物體對(duì)某固定物體如地面、墻的碰撞屬此類型，也可分為正碰撞和斜碰撞。

碰撞物體對(duì)可轉(zhuǎn)動(dòng)物體的碰撞

當(dāng)物體甲與可繞O軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體乙發(fā)生碰撞時(shí)，物體乙突然獲得一角速度變化（圖4）。一般在乙的支承O處也立刻產(chǎn)生一碰撞反力，其大小跟碰撞作用的位置，即距離OO₁有關(guān)。但在特殊條件下，懸掛物體雖受沖擊力，其約束力仍可為零。