电磁分离法制备过共晶Al-Si合金功能梯度材料：影响与应用

电磁分离技术是一种创新的材料加工方法，本文主要针对过共晶Al-Si合金（铝硅合金的一种特殊类型，其含硅量超过理论平衡比例）的自生功能梯度材料进行了深入研究。过共晶合金的特点在于其初生相（如硅粒）与熔体的导电性存在显著差异。当这些初生相颗粒在通电熔体和外部磁场的作用下，它们会受到一个特定方向的合力，这导致它们在熔液内部按照一定规律移动。这种现象是利用金属冷却过程中初生相颗粒的定向迁移来实现材料性能的梯度变化。 作者宋长江等人通过对初生相颗粒在熔液中的受力和运动情况的细致分析，发现颗粒的大小、形状以及浓度对其运动状态和速度有着显著影响。通过精确控制铸件凝固过程和初生相颗粒的移动速度，可以设计出具有功能梯度特性的材料，即材料的性能参数（如硬度、强度或导电性）在沿截面方向呈现出连续变化。 本文的核心成果是使用电磁分离技术成功制备了一种过共晶Al-25Si功能梯度材料样品。该样品中，从一端到另一端，初生Si颗粒的含量、尺寸和形状都呈现出明显的梯度变化，实现了材料性能的自然过渡，无需额外的后期处理。这种功能梯度材料的应用潜力巨大，尤其是在需要在不同区域实现不同性能需求的领域，如热电偶、传感器或结构件中。 关键词“电磁场”、“过共晶铝硅合金”和“功能梯度材料”揭示了这篇论文的研究重点，它不仅探讨了电磁分离技术在材料制备中的应用，还展示了如何利用物理原理来设计和制备高性能的自生功能梯度材料。这一研究对于推动材料科学的发展，特别是在高性能轻质合金和智能材料领域，具有重要的学术价值和实践意义。