梯度強磁場模擬微重力環(huán)境下自蔓延合成材料的研究.pdf

1、微重力環(huán)境改變自蔓延高溫合成(SHS)過程的傳熱傳質(zhì)、熔化和凝固等行為，使該環(huán)境下的SHS技術(shù)可以合成出常規(guī)SHS難以合成的材料，且產(chǎn)物具有符合化學(xué)當(dāng)量比、高純、高孔隙和梯度等特征。本文作者所在課題組近年來提出梯度強磁場模擬微重力環(huán)境下的SHS技術(shù)，適合微重力環(huán)境自蔓延的研究和小批量生產(chǎn)，克服以往的微重力手段要么時間短，要么成本高等不便。本文主要開展梯度強磁模擬微重力環(huán)境下SHS過程的傳熱傳質(zhì)等基礎(chǔ)性研究。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果有：

2、 通過分析微重力的本質(zhì)和實現(xiàn)手段，將“微重力”的主要特征總結(jié)為：物體內(nèi)部任何質(zhì)點間的由質(zhì)量引起的支持力消失或減弱到微小的程度。把現(xiàn)有的微重力和微重力效應(yīng)的實現(xiàn)手段歸類為三種：①基于運動相對性原理的微重力環(huán)境；②基于重力平衡的微重力“模擬”環(huán)境；③基于重力變化時間小于生物體重力響應(yīng)時間的微重力“生物學(xué)效應(yīng)”模擬手段。有助于正確認識和利用微重力，有助于澄清一些混淆概念。 測量和計算出具備模擬微重力能力的超導(dǎo)強磁體的基本性能，得出進

3、行自蔓延合成材料實驗時，在懸浮位置，反應(yīng)艙中間10mm高度范圍，TiC的重力水平在-0.1g～0.1g的范圍內(nèi)。 設(shè)計和研制出用于磁場環(huán)境SHS研究的強磁體，采用可旋轉(zhuǎn)的永磁鐵和通電線圈產(chǎn)生的磁場疊加，使實驗區(qū)域產(chǎn)生強度連續(xù)可變的磁場(0～1T)，該磁體克服了以往同等強度磁體耗電大、成本高和使用不便等弊端。該磁體也可以應(yīng)用于磁場環(huán)境下的其他科學(xué)實驗。 初步建立梯度磁場模擬微重力環(huán)境下自蔓延合成材料過程的傳熱傳質(zhì)模型。理論