NiMnGa单晶应力作用下界面运动的金相观察和能量损耗

金相观察了Ni53.2Mn22.6Ga24.2单晶样品应力诱发马氏体相变和中间马氏体相变过程中微观结构的变化.实验发现,在单轴应力作用下,马氏体相变和中间马氏体相变的变体重取向的机制不同,马氏体相变生成的变体的重取向是通过孪晶界移动的方式实现的,而中间马氏体相变生成的变体是处于择优取向的变体以逐渐长大的方式完成的.依据应力-应变曲线计算了应力加载和卸载过程的储能、输出功和能耗,结果表明储能、输出功和能耗随形变温度的升高而增大,但在更高的形变温度能耗反而减小.     

基于马氏体重定向的铁磁形状记忆合金数值分析

基于铁磁形状记忆合金的磁场诱发应变来自磁场诱发马氏体变体的特征,本文在建立铁磁形状记忆合金的力—磁—热耦合理论的基础上,对铁磁形状记忆合金的磁致应变效应、磁滞效应以及磁致应力等特性进行数值分析,以揭示模型的合理性和适用性.     

马氏体相变的取向关系及变体

在发生马氏体相变时,马氏体和母相之间存在一定的晶体学位向关系,如K-S关系、Nishiyama(西山)关系.研究了K-S和Nishiyama(西山)这2种取向关系,分别给出了满足这2种关系的24种和12种马氏体变体.     

铜基形状记忆合金时效稳定化的一种机制

本文通过对两种铜基形状记忆合金Cu-23.12 Zn-4.37 Al及Cu-26.34 zn-3.24 Al-0.67Mn(Wt％),在不同状态下马氏体时效稳定化的研究,提出了一种新的马氏体时效稳定化机制——应力松弛机制,即在马氏体状态下使用或放置过程中,由于微观应力松弛,破坏了马氏体变体间及马氏体与母相间界面的共格性,使变体不易合并,引起马氏体稳定化。     

铁基马氏体24种变体的点阵变形及其自协作效应

给出了K-S机制的24种马氏体变体.以纯铁为例,利用晶体学对称性,按镜面对称操作进行变换,得出了K-S机制点阵对应的24个转换矩阵,计算出了24种变体的位移矢量.从而对铁基马氏体相变的点阵变形进行了定量的描述.利用矢量间的夹角公式计算出了24种变体之间的取向关系,在此基础上把24种变体分成了几种可能的自协作群,并推算在实际相变过程中,各种自协作群出现的可能性.     

30SiMnCrB5热成形钢的微观组织和力学性能

为了提高热成形钢的综合性能,设计了一种C-Si-Mn-Cr-B系热成形钢,采用热膨胀仪测定并研究了30Si Mn Cr B5热成形钢的连续冷却转变曲线和相变规律.分析了经轧制、退火及热成形模拟后钢板的微观组织形貌和力学性能,结合等密度线极图的方法,判定了热成形模拟后钢板中马氏体变体与母相的取向关系.30Si Mn Cr B5热成形钢具有较好的淬透性,临界冷速为5℃·s-1,有效抑制了珠光体和贝氏体的形成,完全马氏体组织的硬度可达600 HV以上.热成形模拟后的微观组织由板条马氏体和残余奥氏体构成,残余奥氏体主要以薄膜状分布在马氏体板条间,质量分数为6%~8%,抗拉强度为1800 MPa左右,总伸长率可达10%以上,强度和塑性的匹配较好.热成形模拟后30Si Mn Cr B5热成形钢板中马氏体变体与母相的取向关系更接近N-W关系,12种变体没有都出现在原始奥氏体内.     

自协作原理对马氏体表象理论计算的改进

以Fe-31Ni为例,根据相变过程中变体之间以孪晶关系进行自协作,从而得到不畸变不转动惯习面这一原理,从马氏体相变时的位移矢量入手,计算了马氏体转变时呈孪晶关系的两个自协作变体的体积分数、惯习面指数及相变后马氏体与奥氏体之间的取向关系.由于在计算总畸变矩阵时不用考虑任何附加的转动矩阵,并应用了镜面对称操作,使计算过程简单,结果准确.     

马氏体相变晶体学研究的最近进展

利用原子力显微镜(AFM)定量观测马氏体相变浮凸、对马氏体相变点阵变形特征进行研究所获得的新认识.在此基础上运用"位移矢量"理论对马氏体相变晶体学和形态学进行全面分析和研究,提出了马氏体相变的"不变平面应变\\"判据不具备普遍性以及{5 5 7}板条马氏体和{22 5}片状马氏体的惯习面均发生了较大转动的新观点.据此建立了{5 5 7}马氏体的形成模型,和实验结果吻合较好.最后根据马氏体变体间的自协作原理对孪晶马氏体和形状记忆合金中的多变体马氏体进行了全面的晶体学计算,其结果和实验值吻合,这样处理使表象理论的计算过程大为简化.     

磁流变材料的粘塑性模型

在外加磁场作用下,磁流变材料的力学性质可迅速发展变化甚至发生相变固化,材料的性能依赖于外加磁场的强度,作者基于一个简单的机械模型,发展了磁流变体的粘塑性本构描述,预言了磁流变流体的力学行为随磁场强度的变化,较好地描述材料的不同磁场强度下应力随应变而变化,结果表明所提出的模型能描述MR材料的塑性变形,粘性变形等内在的力学响应特性。     

多晶 CuZnAl 合金马氏体变体群结构及其生长过程研究

利用金相动态观察及Ｘ－射线衍射研究了多晶Ｃｕ－１８．５２Ｚｎ－６．３７Ａｌ合金Ｍ１８Ｒ马氏体变体群组态及其生长过程。多晶Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金一个晶粒内多以一个变体群为主。每群由Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四个变体组成，形成ＡＣ型矛头状、ＡＢ平行及ＡＤ分叉型三种组态。变体群形成过程中，马氏体变体的消长及变体内小孪晶结构的形成等动力学特征反映了马氏体的热弹性及相变应力、应变自调节。在相变热循环中，变体群内形成大量非常稳定的残留马氏体。     

精密磁浮运动系统电磁力的非线性建模分析

为了对磁悬浮运动系统中电磁力进行精确建模,运用磁路理分析气隙边缘效应、铁芯磁阻效应和磁路漏磁通对电磁力模型的影响.推导并给出不同情况下电磁力模型的表达式,绘制不同电磁力模型之间的误差曲线.从图形曲线及定点计算数据中可以得出3点主要结论.(1) 仅考虑气隙边缘效应时,对电磁力模型的精度影响较大.(2) 漏磁通对模型的影响较小,同时考虑3种因素影响时的曲线和不考虑漏磁通效应影响时的曲线非常相近.但这并不说明磁路中漏磁通量很少.(3) 随着悬浮气隙的增大,按理想磁路理论建立的简化电磁力表达式计算的磁动势,与同时考虑气隙边缘效应、铁芯磁阻和漏磁通时的表达式计算结果之间的误差也不断增大,会对系统的控制产生较大的影响.     

基于变磁力单元的磁力控制方法及数值研究

为提高永磁吸附式管外壁爬行机器人运行过程中的吸附力稳定性,解决吸附能力与运动灵活性之间的矛盾,对变磁力吸附单元结构进行了研究.通过建立变磁力吸附单元有限元模型,并分析圆柱磁体的旋转角度和衔铁气隙距离对磁吸附力的影响,应用MATLAB软件拟合出磁力控制函数的数学模型.运用此数学模型控制伺服电机,使任意气隙间距下都反馈出相应的伺服电机旋转角度,进而控制磁吸附力大小,保证机器人爬行过程中磁吸附力的稳定.通过测量实验,表明此磁力控制方法可行有效.     

电磁推力轴承磁路计算方法的改进

用有限元法对同向和反向偏流输入情况下各种结构布置形式的电磁推力轴承系统按整体模型进行磁场和承载力的计算，分析了不同结构型式对磁通分布和电磁力大小的影响。以磁路的基尔霍夫定律和欧姆定律为基础，将电磁推力轴承的整体磁场模拟为等效的电路网络，探讨了不同磁路的磁阻计算方法，然后通过简单的串、并联电路分析，算出整体磁场中的磁通分布和电磁力值，其结果与有限元分析相一致。确认了等效网路法对电磁轴承考虑漏磁影响的整体结构设计计算的适用性，并给出了具体的计算方法。     

Magnetic exchange force microscopy with atomic resolution

The ordering of neighbouring atomic magnetic moments (spins) leads to important collective phenomena such as ferromagnetism and antiferromagnetism. A full understanding of magnetism on the nanometre scale therefore calls for information on the arrangement of spins in real space and with atomic resolution. Spin-polarized scanning tunnelling microscopy accomplishes this but can probe only conducting materials. Force microscopy can be used on any sample independent of its conductivity. In particular, magnetic force microscopy is well suited to exploring ferromagnetic domain structures. However, atomic resolution cannot be achieved because data acquisition involves the sensing of long-range magnetostatic forces between tip and sample. Magnetic exchange force microscopy has been proposed for overcoming this limitation: by using an atomic force microscope with a magnetic tip, it should be possible to detect the short-range magnetic exchange force between tip and sample spins. Here we show for a prototypical antiferromagnetic insulator, the (001) surface of nickel oxide, that magnetic exchange force microscopy can indeed reveal the arrangement of both surface atoms and their spins simultaneously. In contrast with previous attempts to implement this method, we use an external magnetic field to align the magnetic polarization at the tip apex so as to optimize the interaction between tip and sample spins. This allows us to observe the direct magnetic exchange coupling between the spins of the tip atom and sample atom that are closest to each other, and thereby demonstrate the potential of magnetic exchange force microscopy for investigations of inter-spin interactions at the atomic level.     

基于PGMA磁微球的纳米机械免疫传感器的片上磁分离

应用具有磁性和抗体双重靶向功能的聚甲基丙烯酸环氧丙酯磁微球,设计出新型微悬臂梁式免疫传感器,借助微平面电感线圈,实现在液相环境中,加电流时磁微球吸附,去电流时磁性微球解析并重新分布,解决传统微悬臂梁式免疫传感器的不足．着重研究片上磁分离机理,梁上微电感线圈结构,微磁场对磁微球的吸引,设计并优化出满足新型微悬臂梁式免疫传感器所需线长200μm、宽10μm、线间距厚10μm、1μm的钛金材料蛇形微平面电感线圈．通过生物磁分离实验,验证了设计及优化的结果,实现了用于生物分子分离的片上磁分离技术．     

磁流体中永磁悬浮磁场解析模型试验验证(英文)

永磁体在磁流体中能够自悬浮,准确获取悬浮位置信息是验证理论模型、调节各种影响磁场力的参数以实现悬浮位置可控的关键.磁场分布具有唯一性原理,通过磁场分布模型计算推导,可以得出永磁体悬浮位置模型HZ.该模型与永磁体位移r具有唯一对应关系.利用这种对应关系即可对磁流体中的永磁体进行定位.采用霍尔检测方法逐点测量磁场与永磁体位置之间关系,验证解析模型.结果表明试验与理论曲线匹配度好.在试验中测量得到悬浮位置为43.13±0.05 mm,与根据模型计算结果43.34 mm非常吻合,证明永磁体悬浮位置模型应用于悬浮高度预测中是正确有效的.     

磁刚度与电磁悬浮的稳定性分析

电磁悬浮，也称为引力悬浮，简称EML，即利用铁磁体和电磁体之间的吸引力来悬浮物体，电流恒定系统本身具有不稳定性，需要反馈力来稳定EML装置。要实现稳定性设计，EML中主要有两种控制方法，一种是直接的，位置反馈控制方法，另一种是ac调制或间接的反馈方法。为了实现稳定悬浮，磁力应具备恢复力的特征。在此先分析了两种悬浮系统的磁力，提出直接利用磁刚度（类似于弹簧刚度）的概念进行两种电磁悬浮的稳定性设计。在直接位置控制中，要实现的条件是控制刚度要比负的磁刚度大；在间接控制中，需要满足的条件是磁刚度大于零。     

稀土永磁偶合器的设计

本文论述了稀土永磁偶合器的基本原理、结构、特点和一般设计要点,包括磁性材料选取原则,磁钢形状、尺寸及用量的确定,磁隙的确定及其它材料的选取原则等。并根据稀土永磁偶合器与其它类型偶合器的不同,指出:延时起动可节省磁性材料;磁力偶合器适宜于高速运转;对低速运转的机器,如某些反应釜必须加减速器,磁力偶合器能自动平衡一部分轴向力,轴承计算时应予以考虑。     

一种排斥式磁悬浮平台的磁场设计方法

本文提出了一种排斥式磁悬浮平台的磁场设计方法。本方法选用电磁永磁混合单体,通过优化设计的排列组合方式形成产生排斥力的基底磁阵。由仿真结果可以看到均匀且成周期性的磁场分布。     

主动磁悬浮轴承中磁环的变形与受力分析

通过理论分析与数值计算对主动磁悬浮轴承转子磁环的变形和受力进行了研究 ,求出了非对称磁力产生的应力分布 ,进而给出了磁环的位移分布 .利用迭代方法考虑了磁环位移和磁力的耦合作用 ,所得数值计算结果与实际相符 .