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定向凝固技术作为控制凝固组织的主要方法之一,具有重要的理论意义和实际应用价值.随着定向凝固技术的发展,定向凝固的实验研究也不断深入,各种新型定向凝固炉应运而生,伴随对热流控制(不同加热、冷却方式)技术的发展,定向凝固技术依次经历了发热铸型法(炉外法)、功率降低法(PD法)、铸型下降法(HRS法)、液态金属冷却法(LMC法)等发展过程.近来,将区熔技术与定向凝固技术相结合开发出的超高温度梯度定向装置,提高了定向凝固界面前沿的温度梯度,开拓了超细柱晶材料研究领域.为进一步提高材料的性能,在ZMLMC超高梯度定向凝固技术的基础上,利用电磁场可以抑制热对流的优点,引入电磁约束成形技术,实现了具有特定形状的铸件定向凝固组织的超细化.研究表明,均衡强磁场能够影响晶体的长大过程和约束晶体的排列方向,并且可以有效地抑制导电熔体中的热对流.从而改变了凝固过程中的传热、传质过程,意味着均衡强磁场能改变凝固过程中晶体的生长特性、界面形态、晶体排列及溶质分布等,全面地影响着材料的凝固过程.因此强磁场在材料凝固过程的应用研究,有望产生一系列重大的材料制备新理论和新技术.均衡强磁场与定向凝固技术相结合,将为控制材料凝固组织提供了新的手段,为了进行探索这种新的凝固手段的机制和超强磁场对凝固特性的影响规律,我们研制了新型超强磁场下定向凝固试验装置.经过详细的计算、设计、加工、安装、调试、改进等一系列工作,该装置如期投入了使用.该装置兼有快速液淬固定液固界面的功能,其主要性能指标为:温度梯度G<,L>=260℃/cm,最高温度1600℃,抽拉速度R=0.5~10<4>um/s,定向凝固在充H<,2>或惰性气体保护气氛下进行.定向材料最大尺寸为Φ10×150mm.可实现定向凝固试样在任意位置的快速液淬,液淬时试样浸入熔池的速度1.5×10<4>μ m/s发液淬冷却速率大于10<4>℃/s.而且通过调整试样、加热温度及凝固速率,可满足各种不同要求的定向凝固试验.经过初步试验发现,金属试样在强磁场作用下凝固,可获得定向排列的合金凝固组织,为研究金属材料在超强磁场中的凝固特性,提供了实验手段.同时为高熔点、易氧化合金的凝固及晶体生长理论研究提供了研究工具,并且它还可用于制备各种新型结构及功能材料的样品.