電磁技術(shù)在金屬材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用

摘 要：基于現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，我國的電磁技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，特別是在金屬材料科學(xué)與工程之中的應(yīng)用非常廣泛?；诖?，本文主要對電磁技術(shù)在技術(shù)材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析和探討。

關(guān)鍵詞：電磁技術(shù);金屬材料科學(xué)與工程;應(yīng)用

中圖分類號：TJ510.1

對于電磁技術(shù)而言，其屬于一門綜合性的技術(shù)，不但具備應(yīng)用范圍廣的特點，還具備覆蓋面廣的優(yōu)勢，在物質(zhì)世界中廣泛存在。自進(jìn)入到二十世紀(jì)之后，不論是各個領(lǐng)域，還是各個學(xué)科都在迅猛的發(fā)展之中，相應(yīng)的電磁技術(shù)與各個相關(guān)學(xué)科之間也實現(xiàn)了交叉滲透，并應(yīng)用于很多領(lǐng)域之中，例如，生物領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等。以往的磁學(xué)也發(fā)展出了多個分支，例如，應(yīng)用磁學(xué)、材料磁學(xué)等。在材料科學(xué)與工程領(lǐng)域之中，將電磁技術(shù)應(yīng)用進(jìn)來，不但可以對材料制備工藝和成型過程進(jìn)行控制，還可以使材料組織和性能得以改善，促進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展。

一、電磁技術(shù)在金屬材料工程中的應(yīng)用形式

1.電磁攪拌

所謂電磁攪拌，就是在實際的電磁感應(yīng)之中，會產(chǎn)生一定的作用力，而該作用力可以使液態(tài)金屬實現(xiàn)有規(guī)律的運動。正常情況下，對于交流感應(yīng)在產(chǎn)生作用力時的主要原理類似于異步電機(jī)，而且實際的兩相或者是三相的線圈繞組會產(chǎn)生相應(yīng)的磁場，而基于磁場的作用由于液體狀態(tài)下的金屬產(chǎn)生了相應(yīng)的感應(yīng)電流，同時，和磁場進(jìn)行相互的作用，產(chǎn)生了電磁力，進(jìn)而達(dá)到攪拌液態(tài)金屬的作用。對于此方法而言，其將電磁力很好的應(yīng)用了進(jìn)來，基于該力的作用，可以保證鑄坯中處于液體狀態(tài)下的金屬，可以得到充分的攪拌和運動;在該過程中，液體金屬會逐步凝固，原因就是在力的作用下，運動的速度加快，會很大程度的改善鑄坯的質(zhì)量。以相應(yīng)的研究數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步發(fā)展，液態(tài)金屬在進(jìn)行逐步凝固的過程中，并且將電磁力的攪拌施加進(jìn)來，可以使質(zhì)量得以提高。根本原因，就是在運動的過程中，可以使實際存在的一些雜志含量和偏析問題和缺陷得以減少，進(jìn)而使質(zhì)量大幅度的提升上來。

2.電磁鑄造

在上個世紀(jì)六十年代，發(fā)明出了電磁鑄造技術(shù)，也就是說，如果實際的電磁場和溫度場以及流場存在相互交錯的情況，進(jìn)而產(chǎn)生復(fù)合場，就會一定程度的約束液態(tài)技術(shù)，在現(xiàn)如今的金屬鑄造行業(yè)之中，該技術(shù)的應(yīng)用非常普遍。通過交變電磁場和液態(tài)金屬的相互作用，進(jìn)而有電流產(chǎn)生，與此同時，電磁力進(jìn)一步產(chǎn)生，在實際的感應(yīng)器中，相應(yīng)的液態(tài)金屬會初步定型，而將其與其他的工藝結(jié)合在一起，就可以完全實現(xiàn)鑄造。

在開展該工藝澆筑的過程中，必須要對頁面的平穩(wěn)性進(jìn)行保證，因此，實際的電磁力與靜壓力大小應(yīng)始終保持平等，不僅如此，還要屏蔽一部分的電磁力，進(jìn)而使柱狀液態(tài)金屬的側(cè)面垂直性得到保證。將電磁技術(shù)應(yīng)用進(jìn)來，對于金屬材料進(jìn)行鑄造的過程中，相應(yīng)的液態(tài)金屬與感應(yīng)器之間是不能接觸的，而且在成型過程中，運動也并未停止，因此，將該技術(shù)應(yīng)用進(jìn)來，實際鑄造的金屬具備的性能更加優(yōu)良。

3.電磁凈化

導(dǎo)致金屬質(zhì)量受到影響的主要原因，就是雜質(zhì)過多，如果在實際的金屬材料鑄造過程中，就能將雜質(zhì)盡可能的去除，就可以使其綜合性能提高上來，人們?yōu)榱藢υ搯栴}進(jìn)行解決，就可以將電磁技術(shù)的力量借助進(jìn)來，通過電磁技術(shù)，可以實現(xiàn)雜質(zhì)分離的目的。在陶瓷管之中盛放液態(tài)金屬，并且將其放置到磁場之中，而在金屬之中會有交變磁場頻率一致的渦流產(chǎn)生，而渦流與實際的感生磁場會產(chǎn)生相互的作用，進(jìn)而產(chǎn)生電磁力，且指向軸心，相對于技術(shù)液體而言，其實際含有的雜質(zhì)非常少，基于電磁壓力的作用，隨著電磁力方向，雜質(zhì)做反方向運動，最終被去除。

二、電磁技術(shù)在金屬材料科學(xué)與工程中的發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今，我國各個行業(yè)都在迅猛的發(fā)展，因此，對于不同的金屬性能要求也就更高，基于此種形式背景下，使電磁技術(shù)在金屬材料科學(xué)與工程中的發(fā)展得到相應(yīng)的刺激。通過該技術(shù)的應(yīng)用，就是對磁場和金屬粒子之間產(chǎn)生的相互作用的電磁力進(jìn)行利用，并且對電磁力的大小進(jìn)行改變，進(jìn)而對材料的鑄造進(jìn)行控制，使金屬的性能得以提高。在未來階段，相應(yīng)的技術(shù)研發(fā)人員需要將更多的精力投入進(jìn)來，進(jìn)行進(jìn)一步的深入研發(fā)，將電磁技術(shù)與材料科學(xué)全面深入的結(jié)合在一起，則是未來金屬材料科學(xué)與工程的主要發(fā)展趨勢。

以當(dāng)下的技術(shù)應(yīng)用情況來看，只是將電磁力應(yīng)用了進(jìn)來，對金屬材料的性能進(jìn)行提升，對于物化性能和機(jī)械性能改良這兩個方面而言，實際的應(yīng)用范圍還不夠廣泛，相應(yīng)的大規(guī)模生產(chǎn)目標(biāo)的實現(xiàn)也還有一定的距離。因此，在未來的技術(shù)發(fā)展過程中，要對這三方面進(jìn)行著重的研究，首先就是電磁場對于無機(jī)化學(xué)的反應(yīng)，其次就是強(qiáng)磁場對于電化學(xué)過程的作用機(jī)理，最后就是強(qiáng)磁場下的物理化學(xué)過程。

三、結(jié)語

本文主要對電磁技術(shù)在金屬材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的分析和探討。當(dāng)前階段，我國對于電磁技術(shù)的應(yīng)用和研究層面還相對較淺，因此，在未來的發(fā)展過程中，還需要更加深入的研究。在金屬材料科學(xué)與工程之中，將電磁技術(shù)應(yīng)用進(jìn)來，不但可以改善缺陷和問題，還具備改良性能的作用，可以為人類帶來非常大的幫助，因此，相關(guān)科研人員必須要加大電磁技術(shù)在金屬材料科學(xué)與工程中的研究力度和深度，使人類科技實現(xiàn)更卓越的進(jìn)步。

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作者簡介：王丹（2000-），女，黑龍江省伊春市人，江蘇科技大學(xué)本科在讀，研究方向：材料科學(xué)與工程。