采用光纤激光对铜钢异种金属进行激光焊接, 研究接头中典型焊接缺陷的形成机理。结果表明: 铜钢激光焊接头中的主要焊接缺陷是显微偏析、气孔和凝固裂纹。熔池金属凝固过程中的成分偏析是引起显微偏析和凝固裂纹的主要原因。晶界Cu元素偏析削弱晶粒之间结合力, 导致晶粒自身的塑性变形不能完全抵消焊接过程中的热应力, 造成晶界开裂。而气孔的形成主要与激光焊接过程中匙孔的失稳有关, 小孔失稳引起匙孔内壁坍塌, 导致金属蒸气不能顺利溢出熔池表面。提出交变磁场辅助激光焊接方法抑制焊缝中的缺陷, 获得良好的焊缝成形。

采用激光熔钎焊技术进行镁/钢异种材料的搭接试验,通过添加镍中间层调控焊缝成分,并通过外加纵向交变磁场调控接头的组织形貌,从而提升接头的力学性能。试验结果表明:强烈的电磁搅拌促进了镁、镍、铁元素之间的扩散与反应;外加交变磁场后,镁侧焊缝熔池中的带状Fe-Ni固溶体使接头的机械咬合作用增强,金属间化合物层的类熔焊区与类钎焊区未生成树枝状AlNi,类熔焊区形成的连续的纳米级AlNi层对接头具有强化作用,提高了接头的力学性能。接头的拉剪强度随着励磁电流I_E与励磁频率f的增加呈先增大后减小的趋势,当激光功率P=1250 W,焊接速度v=20 mm/s,I_E=1.2 A,f=35 Hz时,接头的拉剪强度最高,达到了228 MPa,比无交变磁场时提高了约15%。

在固态自旋量子调控实验的微波系统中,辐射结构的传统实现方法存在制作成本较高,金属层结合力较弱等缺点。现有一种基于导电膜材料的电化学镀铜工艺方法可用于精度要求较低的辐射结构的实现。本文将该工艺应用到高频性能较好、磁场转化效率较高的共面波导辐射结构的实现中。由于共面波导辐射结构对工艺的精度要求较高,间接增加了其制作难度。本文对原有工艺方法做出了一系列改进,在完成了基于CST MWS软件的模型仿真以及工艺实现后,通过量子调控实验验证,在输入功率约为1 W的条件下,共面波导辐射结构在2.8 GHz频点处产生了强度约为6.58Gauss的交变磁场。结果表明,本文的工艺方法可有效地实现共面波导辐射结构的制作,且性能较好。相比于传统微纳加工工艺,这种导电膜材料的电化学镀铜工艺方法缩减了步骤流程,较大幅度地降低了工艺实现的成本。

为了研究磁场激励下焊接缺陷磁光成像特征, 以激光焊低碳钢板为试验对象, 采用恒定磁场和50Hz交变磁场对焊接缺陷进行励磁, 并由磁光成像传感器实时获取焊接缺陷区域磁场分布, 进行了理论分析和实验验证。取得了恒定磁场和交变磁场励磁下厚度分别为1mm, 2mm和3mm低碳钢(Q235)焊接缺陷的磁光图像, 并与COMSOL模拟结果进行对比;通过加权平均图像融合技术将交变磁场中获得的焊接缺陷磁光图像进行融合。结果表明, 与恒定磁场励磁相比, 采用交变励磁获得的焊接缺陷信息更加准确、快速和完整, 并且有效避免了焊接缺陷信息的遗漏。此研究为提高焊接缺陷检测效率提供了依据。

为了实现焊接缺陷的自动检测, 研究一种交变磁场激励下焊缝表面及亚表面缺陷的磁光成像动态无损检测方法。分析了基于法拉第磁致旋光效应的焊接缺陷磁光成像机理, 并结合交变磁场原理推导出励磁变化与动态磁光成像的关系。探索低碳钢板的亚表面焊缝磁光成像特征试验, 验证了所提方法可用于检测焊缝亚表面的未熔合缺陷。最后对高强钢焊缝特征的动态磁光图像进行分析, 采用主成分分析法和支持向量机(PCA-SVM)模式识别方法建立了焊接缺陷分类模型。试验结果表明, 所提方法可以识别高强钢焊件中的焊缝特征(未熔透、裂纹、凹坑和无缺陷), 缺陷分类模型的整体识别率达到92.6%, 能够实现焊缝表面及亚表面缺陷的自动检测。

通过特殊设计的电路及作用线圈制作了交变磁场发生装置,并用其研究了不同磁场强度对激光熔覆铁基涂层宏观形貌和显微组织的影响。基于电磁学及金属凝固原理，揭示了激光熔覆涂层的固化过程和磁场诱发熔覆涂层柱状树枝晶向等轴晶转变的主要机制。实验结果表明：在交变磁场作用下，熔池金属液表面产生的趋肤效应和交变电磁力使凝固后熔覆层的表面形态呈波浪式，熔高和横截面积均随磁场电流的增加而减小，但熔宽变化不大。熔池内部产生的电磁力驱动熔体流动使树枝晶熔蚀和机械折断，游离的破碎枝晶成为新的形核核心，增加了形核率，从而促使熔覆层顶部组织由树枝晶向等轴晶转变。随着磁场电流的增加，等轴晶区扩大，但涂层底部的组织变化不明显。

本文研究了各向异性自旋12海森堡链中首尾粒子的纠缠动力学，其中外磁场和最近邻耦合是周期性调制的。在特定的外磁场调制频率和外磁场振幅下，将会出现纠缠共振。在某些特定频率下，最大纠缠可以在相当大的振幅范围内保持最大值。因此，可以通过外界磁场来调控纠缠。

在理想电磁环境中对姿态测量元件电子罗盘进行了校准, 给出了校准所需的标准参数设置。分别对电子罗盘在理想电磁环境与单交变磁场环境中以及二重及三重交变叠加磁场环境下的姿态角输出进行了对比分析, 实时测量了两种典型状态下罗盘局部交变干扰磁场强度并绘出二维交变图。结果显示：随着交变干扰磁场强度的增大, 3个姿态角输出精度均呈降低趋势。尤其是航向角最为严重, 这与其特殊的敏感原理吻合。文末给出了精度变化的电磁数据原因。提出了避免罗盘精度降低的方法。

本文以马铃薯品种中薯3号、B9202-1、克新1号和坝薯10为实验材料,研究了两极交变磁场对它们最佳处理时间、叶绿素、α-淀粉酶活性、可溶性蛋白、生长激素IAA、GA含量和产量的影响.结果表明:在最佳处理时间内,上述各项生化指标都有较显著的提高.因此,加快了光合作用的进程,从而促进产量增加.

介绍了交变法拉第效应的磁光调制测量原理和方法,分析了亚铁磁性材料法拉第Fraday效应和磁光调制深度与交变磁场频率间的关系,证明了交变法拉第旋转幅值θ0的实部θ＇0小于静磁场下的θ＇ｓ,而虚部θ″0大于θ″ｓ,理论和实验结果相吻合。由此得出结论,采用具有磁圆二向色性的磁光材料做成的调制器不可能达到彻底的开关状态。