電磁技術在金屬材料科學與工程中的應用研究

葉雨泓 楊浩章 楊鵬進

摘 要 隨著現(xiàn)代科學技術水平不斷提高，在金屬材料科學與工程領域越來越多的新技術得以應用，并取得了良好的成效。本文圍繞電磁技術，探究了在金屬材料科學與工程領域電磁技術的具體應用形式，然后分析了相關的發(fā)展趨勢，提出了一些建議，以供參考。

關鍵詞 電磁技術;金屬材料科學;工程;領域;開發(fā);方式;前景

作為一種物理學技術，電磁技術形式日益多元化。不僅僅在物理學領域得以進行應用，同時在其他領域的應用也非常廣泛，并且進入新世紀越來越多的電磁技術方式不斷呈現(xiàn)多元化的態(tài)勢，為人類生產(chǎn)生活帶來了諸多的影響和變化。在金屬材料科學與工程領域電磁技術應用也比較常見。加強金屬材料科學與工程領域電磁技術的應用方式與發(fā)展前景探究，具有重要的社會意義。

1金屬材料科學與工程領域電磁技術的具體應用形式分析

電磁最早是丹麥科學家奧斯特發(fā)現(xiàn)的，之所以產(chǎn)生電磁是由于電荷運動導致波動進而形成磁場的一種先行。麥克斯韋為電磁學理論體系的構建做出了重大貢獻，他提出了變化電場能夠產(chǎn)生磁場的假設，為人類社會后來的發(fā)展探索提供了強大的參考支持。目前在金屬材料科學與工程領域電磁技術的應用也非常廣泛，形式也比較多元化，主要表現(xiàn)形式有：

（1）電磁攪拌技術。該技術主要是由于電磁感應進而產(chǎn)生作用力從而讓液態(tài)金屬實現(xiàn)有規(guī)律運動的一種技術。該技術交流感應發(fā)生作用力時主要的原理是通過兩相或三相線圈繞組進而誘導出現(xiàn)磁場，在磁場中通過與液態(tài)的金屬發(fā)生作用，從而產(chǎn)生感應電流。通過大量的實驗調(diào)研分析得出，在電磁攪拌作用下液態(tài)金屬在逐步凝固的過程中通過增加電磁力予以攪拌，進而可以確保產(chǎn)出質(zhì)量不斷提升。主要原因是在整個過程中由于運動進而借助電磁攪拌的作用可以降低產(chǎn)品雜質(zhì)的含量，減少發(fā)生偏析較大差異的情況，進而實現(xiàn)整體制造性能的提升[1]。

（2）電磁鑄造技術。該技術最早是在二十世紀六十年代出現(xiàn)的，主要原理是通過構建電磁場、溫度場以及流場，進而形成一個復合場的環(huán)境，液態(tài)金屬在這樣的復合場環(huán)境下會受到一定的約束，從而確保成型、鑄造工藝的完成。電磁鑄造技術主要是通過交變電磁場與液態(tài)金屬之間發(fā)生作用進而產(chǎn)生電流、電磁力，進而實現(xiàn)液態(tài)金屬的形態(tài)轉化，完成整個鑄造過程。值得注意的是，該技術在應用的過程中需要確保澆筑環(huán)節(jié)平穩(wěn)，這樣才能更好地保證電磁力大小與靜壓力相一致，另外還應當加強部分電磁力的屏蔽，進而實現(xiàn)柱狀液態(tài)金屬側面的垂直性。在電磁鑄造過程中由于感應器和液態(tài)金屬之間是不直接接觸的，同時在鑄造成型環(huán)節(jié)可以實現(xiàn)電磁攪拌運動，進而可以確保鑄造的金屬質(zhì)量達標。

（3）電磁凈化技術。對于金屬鑄造過程而言需要確保金屬鑄造的品質(zhì)，減少雜質(zhì)的摻雜，這樣才能提升其鑄造質(zhì)量。所以在金屬材料鑄造環(huán)節(jié)會盡量減少雜質(zhì)等影響，提高凈化處理能力。液態(tài)金屬可以在電磁力作用下實現(xiàn)有規(guī)律的運動，這種本身可以實現(xiàn)一些雜質(zhì)的分離，將液態(tài)金屬通過置入陶瓷管，進而營造一個磁場，這樣可以產(chǎn)與交變磁場一致的渦流頻率，通過渦流、感生磁場的互相影響產(chǎn)生指向軸心的電磁力，這樣可以實現(xiàn)電磁壓力下雜質(zhì)與電磁力方向相反的運動軌跡，從而將相關的雜質(zhì)遺留在陶瓷管壁上，實現(xiàn)凈化分離。

2在金屬材料科學與工程領域電磁技術的發(fā)展前景分析

可以看到隨著現(xiàn)代科學技術水平不斷提高，金屬材料生產(chǎn)加工等性能要求也越來越高。在這樣的大環(huán)境下，進一步推動了電磁技術的深度開發(fā)應用。通過借助電磁場與金屬離子之間的互相作用，進而產(chǎn)生電磁力來對金屬材料鑄造過程產(chǎn)生影響或變化，從而切實提升金屬材料的制備質(zhì)量。目前金屬材料科學與工程領域電磁技術的優(yōu)勢發(fā)揮得越來越明顯，在很多領域?qū)崿F(xiàn)了較大突破。但是未來隨著金屬材料加工工藝要求不斷提高，需要相關的技術人員進行進一步的研發(fā)探索，才能更好地在金屬材料科學與工程領域?qū)崿F(xiàn)更大的突破，更好地發(fā)揮電磁技術應有的優(yōu)勢。目前現(xiàn)有的技術一定程度上依靠電磁力促進了金屬材料性能的提升，但是在機械性能與物理性能的優(yōu)化改進方面還沒有實現(xiàn)較大的突破，未來金屬材料制備工藝生產(chǎn)規(guī)模將不斷擴大，所以對電磁技術的要求也越來越高。未來技術主要向著以下幾個方向的領域探索：一是電磁場在無機化學反應領域。二是強磁場在電化學工藝環(huán)節(jié)的運行機理方面。三是強磁場作用下物理化學整體過程等環(huán)節(jié)[2]。

3加強電磁技術在金屬材料科學與工程領域應用的建議分析

為了切實發(fā)揮電磁技術應有的功能，更好地促進其在金屬材料科學與工程領域?qū)崿F(xiàn)更大的深度應用建議：

（1）提高技術團隊的綜合素質(zhì)。要圍繞目前電磁技術應用情況進行系統(tǒng)總結分析，然后找出各種技術應用方面存在的不足或問題，針對性加強團隊建設，提高研發(fā)技術團隊的綜合能力，更好地在實際實踐中進行總結和深化，提高金屬材料科學與工程理論水平與實踐技能雙提升。

（2）注重加強深度探索。要圍繞金屬材料科學與工程領域的各方面情況以及電磁技術如何應用方面敢于探索，不斷結合市場形勢變化和規(guī)?；苽浼庸すに囈?，積極在電磁技術應用效能、成本節(jié)能降耗以及產(chǎn)品質(zhì)量提質(zhì)增效等方面進行研究，完善相關的硬件軟件設施配置，切實創(chuàng)造良好的實驗探索條件和環(huán)境，不斷學習借鑒國外在生產(chǎn)鑄造等方面的技術經(jīng)驗，以此更好地提高規(guī)?；?、精細化加工成效。

總之，電磁技術目前在金屬材料科學與工程中應用形式比較多樣化，且發(fā)揮良好的作用。相信未來隨著技術不斷升級，金屬加工鑄造等領域?qū)崿F(xiàn)更大的突破，在規(guī)?；a(chǎn)以及節(jié)能降耗等方面也將取得更顯著的成效。

參考文獻

[1] 李桂榮，曹健峰，王宏明，等.電磁技術在金屬材料科學與工程中的應用[J].材料導報，2006（8）：63-66.

[2] 于麗媛.分析電磁技術在金屬材料科學與工程中的運用[J].黑龍江科技信息，2015（8）：54.