電磁技術在金屬材料科學與工程中的應用

摘 要：基于現代科技的快速發展，我國的電磁技術也得到了很大的發展，特別是在金屬材料科學與工程之中的應用非常廣泛。基于此，本文主要對電磁技術在技術材料科學與工程中的應用進行深入的分析和探討。

關鍵詞：電磁技術;金屬材料科學與工程;應用

中圖分類號：TJ510.1

對于電磁技術而言，其屬于一門綜合性的技術，不但具備應用范圍廣的特點，還具備覆蓋面廣的優勢，在物質世界中廣泛存在。自進入到二十世紀之后，不論是各個領域，還是各個學科都在迅猛的發展之中，相應的電磁技術與各個相關學科之間也實現了交叉滲透，并應用于很多領域之中，例如，生物領域、醫學領域等。以往的磁學也發展出了多個分支，例如，應用磁學、材料磁學等。在材料科學與工程領域之中，將電磁技術應用進來，不但可以對材料制備工藝和成型過程進行控制，還可以使材料組織和性能得以改善，促進該領域的發展。

一、電磁技術在金屬材料工程中的應用形式

1.電磁攪拌

所謂電磁攪拌，就是在實際的電磁感應之中，會產生一定的作用力，而該作用力可以使液態金屬實現有規律的運動。正常情況下，對于交流感應在產生作用力時的主要原理類似于異步電機，而且實際的兩相或者是三相的線圈繞組會產生相應的磁場，而基于磁場的作用由于液體狀態下的金屬產生了相應的感應電流，同時，和磁場進行相互的作用，產生了電磁力，進而達到攪拌液態金屬的作用。對于此方法而言，其將電磁力很好的應用了進來，基于該力的作用，可以保證鑄坯中處于液體狀態下的金屬，可以得到充分的攪拌和運動;在該過程中，液體金屬會逐步凝固，原因就是在力的作用下，運動的速度加快，會很大程度的改善鑄坯的質量。以相應的研究數據可以進一步發展，液態金屬在進行逐步凝固的過程中，并且將電磁力的攪拌施加進來，可以使質量得以提高。根本原因，就是在運動的過程中，可以使實際存在的一些雜志含量和偏析問題和缺陷得以減少，進而使質量大幅度的提升上來。

2.電磁鑄造

在上個世紀六十年代，發明出了電磁鑄造技術，也就是說，如果實際的電磁場和溫度場以及流場存在相互交錯的情況，進而產生復合場，就會一定程度的約束液態技術，在現如今的金屬鑄造行業之中，該技術的應用非常普遍。通過交變電磁場和液態金屬的相互作用，進而有電流產生，與此同時，電磁力進一步產生，在實際的感應器中，相應的液態金屬會初步定型，而將其與其他的工藝結合在一起，就可以完全實現鑄造。

在開展該工藝澆筑的過程中，必須要對頁面的平穩性進行保證，因此，實際的電磁力與靜壓力大小應始終保持平等，不僅如此，還要屏蔽一部分的電磁力，進而使柱狀液態金屬的側面垂直性得到保證。將電磁技術應用進來，對于金屬材料進行鑄造的過程中，相應的液態金屬與感應器之間是不能接觸的，而且在成型過程中，運動也并未停止，因此，將該技術應用進來，實際鑄造的金屬具備的性能更加優良。

3.電磁凈化

導致金屬質量受到影響的主要原因，就是雜質過多，如果在實際的金屬材料鑄造過程中，就能將雜質盡可能的去除，就可以使其綜合性能提高上來，人們為了對該問題進行解決，就可以將電磁技術的力量借助進來，通過電磁技術，可以實現雜質分離的目的。在陶瓷管之中盛放液態金屬，并且將其放置到磁場之中，而在金屬之中會有交變磁場頻率一致的渦流產生，而渦流與實際的感生磁場會產生相互的作用，進而產生電磁力，且指向軸心，相對于技術液體而言，其實際含有的雜質非常少，基于電磁壓力的作用，隨著電磁力方向，雜質做反方向運動，最終被去除。

二、電磁技術在金屬材料科學與工程中的發展趨勢

現如今，我國各個行業都在迅猛的發展，因此，對于不同的金屬性能要求也就更高，基于此種形式背景下，使電磁技術在金屬材料科學與工程中的發展得到相應的刺激。通過該技術的應用，就是對磁場和金屬粒子之間產生的相互作用的電磁力進行利用，并且對電磁力的大小進行改變，進而對材料的鑄造進行控制，使金屬的性能得以提高。在未來階段，相應的技術研發人員需要將更多的精力投入進來，進行進一步的深入研發，將電磁技術與材料科學全面深入的結合在一起，則是未來金屬材料科學與工程的主要發展趨勢。

以當下的技術應用情況來看，只是將電磁力應用了進來，對金屬材料的性能進行提升，對于物化性能和機械性能改良這兩個方面而言，實際的應用范圍還不夠廣泛，相應的大規模生產目標的實現也還有一定的距離。因此，在未來的技術發展過程中，要對這三方面進行著重的研究，首先就是電磁場對于無機化學的反應，其次就是強磁場對于電化學過程的作用機理，最后就是強磁場下的物理化學過程。

三、結語

本文主要對電磁技術在金屬材料科學與工程中的應用進行了深入的分析和探討。當前階段，我國對于電磁技術的應用和研究層面還相對較淺，因此，在未來的發展過程中，還需要更加深入的研究。在金屬材料科學與工程之中，將電磁技術應用進來，不但可以改善缺陷和問題，還具備改良性能的作用，可以為人類帶來非常大的幫助，因此，相關科研人員必須要加大電磁技術在金屬材料科學與工程中的研究力度和深度，使人類科技實現更卓越的進步。

參考文獻：

[1]蘇立軒，李天石，霍斌.實時頻譜分析技術在高速鐵路電磁輻射測試分析中的應用研究[J].中國鐵路，2019（07）：70-75.

[2]李輝，楊曦，劉躍成，雷紅仙，黃萍，史永杰.地空協同時頻域電磁探測技術在深埋長隧道地質勘察中的應用研究[J].公路交通科技（應用技術版），2019，15（07）：277-279.

[3]李桂榮，曹健峰，王宏明，夏小江，戴起勛，趙玉濤.電磁技術在金屬材料科學與工程中的應用[J].材料導報，2006（08）：58-61.

作者簡介：王丹（2000-），女，黑龍江省伊春市人，江蘇科技大學本科在讀，研究方向：材料科學與工程。