[发明专利]在强磁场下通过熔体结构转变调控钴硼合金形核过冷度的方法

权利要求书

1.一种在强磁场下通过熔体结构转变调控钴硼合金形核过冷度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将Co-B合金置于耐高温反应装置内，再将B₂O₃覆盖在样品上方；

将所述耐高温反应装置放置在反应炉内，所述反应炉内置于可激发磁场的超导磁体；所述耐高温反应装置为可耐1600℃的石英玻璃管，且所述石英玻璃管需垂直放置在所述反应炉内；所述反应炉体加热元件采用SiC螺旋加热棒；所述反应炉内置于超导磁体；所述超导磁体在液氦温度可激发0-12T磁场；

利用磁场调控所述Co-B合金熔体结构发生转变，在临界结构转变温度上下保温，随后冷却，获得不同程度的形核过冷度，从而获得不同过冷度状态和表面粗糙度的Co-B合金；

上述利用磁场调控所述Co-B合金熔体结构发生转变，在临界结构转变温度上下保温，随后冷却，获得不同程度的形核过冷度，从而获得不同过冷度状态和表面粗糙度的Co-B合金，具体包括：将所述反应炉升温至适当的过热温度，保持磁场强度为：0＜B≤12T，待所述Co-B合金熔体反复加热冷却几次，熔体升温降温曲线不出现大的波动时，熔体稳定，开始进行过冷实验，并通过连接磁天平经过换算得到所述Co-B合金在该过程中实时的磁化率随温度的变化曲线；

所述过热温度包括以下第一温度区间和第二温度区间两种温度区间：

第一温度区间为：低于所述Co-B合金的熔体结构临界转变温度T₀，但高于合金熔点T_m；

第二温度区间为：高于所述Co-B合金的熔体结构临界转变温度T₀，但低于设备极限加热温度T_d。

2.根据权利要求1所述的在强磁场下通过熔体结构转变调控钴硼合金形核过冷度的方法，其特征在于：所述Co-B合金的制备过程具体包括：

按照一定的原子百分比，称取相应质量的预处理后的钴片和硼粒；

将称取后的所述钴片和所述硼粒放入电弧熔炼炉内，且保持所述钴片覆在所述硼粒上方；

在真空状态下，反复熔炼-冷却后得到成分均匀的Co-B合金。

3.根据权利要求2所述的在强磁场下通过熔体结构转变调控钴硼合金形核过冷度的方法，其特征在于：所述钴片和所述硼粒的预处理过程包括：

将纯度超过99.9 % 的钴片和硼粒用砂轮打磨掉表面的氧化层后，浸泡至99.8 %无水乙醇中，采用超声波震荡去除表面杂质。

4.根据权利要求2所述的在强磁场下通过熔体结构转变调控钴硼合金形核过冷度的方法，其特征在于：所述在真空状态下，反复熔炼-冷却后得到成分均匀的Co-B合金具体包括：

首先抽真空使得所述熔炼炉腔体内保持真空状态，真空度要求为6.6×10^-3Pa以上；

熔炼时的电流为300-400 A，熔炼时间3-5 min，使得所述Co-B合金充分熔化后关闭电源；

待20 min所述Co-B合金冷却后，将其翻转180°，重复上述熔炼过程几次以保证所述Co-B合金成分的均匀性，整个过程中通高纯氩气保护。

5.根据权利要求2所述的在强磁场下通过熔体结构转变调控钴硼合金形核过冷度的方法，其特征在于：所述熔炼炉为非自耗真空电弧熔炼炉，且最终制备得到的所述Co-B合金锭还需进行适当切割、表面打磨光滑后超声清洗、烘干备用。

6.根据权利要求1所述的在强磁场下通过熔体结构转变调控钴硼合金形核过冷度的方法，其特征在于，所述Co-B合金成分为Co_81.5B_18.5共晶合金成分。

7.根据权利要求1所述的在强磁场下通过熔体结构转变调控钴硼合金形核过冷度的方法，其特征在于：所述B₂O₃为纯度99.9 %的B₂O₃在800 ℃ 管式炉中烘烤2 h后得到的。