[发明专利]在稳恒磁场下定向凝固控制晶体取向的方法及装置

摘要

本发明公开了一种在稳恒磁场下定向凝固控制晶体取向的方法及装置，将含有各向异性晶体的金属和合金放入稳恒磁场下定向凝固装置中，对于某一晶体的易生长方向和易磁化方向不是同一方向，则利用稳恒磁场和定向凝固分别使易生长方向和易磁化方向形成织构，即，当晶体在定向凝固过程中完成易生长方向沿热流相反方向取向时，根据晶体学特点，在定向凝固过程中，沿某一角度施加稳恒磁场，使其易磁化方向转向磁场方向，达到使多晶体形成多晶向织构，本发明方法简单，便与操作。

主权项

一种在稳恒磁场下定向凝固控制晶体取向的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.制成金属初始棒材，所述金属初始棒材的外径小于定向凝固坩埚的内径；b.加热在所述步骤a中制备的金属初始棒材，使其熔化形成金属液；c.根据金属材料的晶体取向特征，当金属晶体的易生长方向和易磁化方向不是同一方向时，在所述步骤b中制备的金属液定向凝固过程中，向金属液凝固界面前沿施加稳恒磁场，使固液界面始终处于稳恒磁场区域，同时使所施加的磁场方向与金属定向凝固方向的夹角等于晶体易磁化轴与晶体易生长方向的夹角，金属凝固后，得到具有多晶向织构的金属晶体棒材；所述步骤c中，牵引所述定向凝固坩埚，使坩埚沿着定向凝固的温度梯度方向上进行直线移动，牵引所述定向凝固坩埚的拉速为10～20μm/s，施加磁场的磁场强度大于0且小于等于1T；其中，包括如下步骤：首先将所述定向凝固坩埚连接于定向凝固装置的拉杆上，组成抽拉系统，使其能在加热炉中抽拉作直线移动；加热到900℃使在所述步骤a中制备的金属初始棒材熔化并保温0.5小时，然后开启所述抽拉系统以设定的拉速进行定向抽拉，在抽拉过程中保证固液界面处于稳恒磁场区域；抽拉结束后，获得金属晶体棒材，所述金属初始棒材的成分为Al‑12wt％Ni，金属固液界面附近的温度梯度为72K/cm。