強磁場作用下原子擴散行為的研究進展*

丁 亮，牛 濤，張艷苓，覃繼寧，范同祥，侯紅亮

（1.上海交通大學(xué)金屬基復(fù)合材料國家重點實驗室，上海 201112；2.中航工業(yè)北京航空制造工程研究所，北京 100024）

強磁場是一種重要的外部物理條件，與普通電磁場的力效應(yīng)和熱效應(yīng)不同，強磁場能夠?qū)姶蟮拇呕芰繜o接觸地傳遞到材料的原子尺度，明顯改變材料的熱力學(xué)狀態(tài)，影響材料中原子和分子的排列、匹配、遷移等行為[1]。近年來，隨著低溫超導(dǎo)技術(shù)的快速發(fā)展，超導(dǎo)強磁場的獲得日趨輕便、經(jīng)濟，強磁場裝置的生產(chǎn)已達到產(chǎn)業(yè)化。目前，強磁場在控制材料的物理化學(xué)過程、相變、熱處理、結(jié)晶凝固、液體懸浮與分離等方面均取得了大量的科研成果，發(fā)現(xiàn)了很多新現(xiàn)象或者制備新型功能和結(jié)構(gòu)材料，并誕生了強磁場材料學(xué)。

擴散焊可以焊接其他方法難以焊接的材料，尤其是異種材料之間的結(jié)合，并且其接頭顯微組織和性能與母材接近，不存在氣孔、宏觀裂紋等缺陷。研究表明擴散焊中的許多過程，如固態(tài)相變、晶粒生長、晶界遷移以及再結(jié)晶等，都與擴散密切相關(guān)[2]。而研究發(fā)現(xiàn)，磁場對上述物理過程都有著重要影響[3-8]。然而由于原子擴散速率緩慢導(dǎo)致的工藝效率低下成為其主要弊端，限制了該技術(shù)的應(yīng)用。因此，在技術(shù)角度探索通過施加強磁場來提高工藝效率，在科學(xué)角度研究強磁場下固態(tài)原子的擴散行為，具有十分重要的意義。

本文綜述了目前國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，重點分析了強磁場對擴散的影響機制，并對該領(lǐng)域存在的問題進行了歸納總結(jié)。……