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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种设计金属熔体宏观形貌的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119811554B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411851332.0，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种设计金属熔体宏观形貌的方法是由贺一轩;卜凡;张垚君;马嘉浩设计研发完成，并于2024-12-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种设计金属熔体宏观形貌的方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种设计金属熔体宏观形貌的方法，该方法包括：将金属样品置于强磁场材料处理装置中，并施加目标强磁场，使得样品处于特定强磁场强度H和梯度磁场dHdZ的环境中；进行多次熔体过热过冷循环，保证样品在磁场施加前后的过冷度ΔT不变，记录样品最后一次加热和冷却阶段的温度‑时间曲线和在磁场下凝固状态样品的质量m0的变化数据，从温度‑时间曲线上获取冷却阶段曲线产生尖峰的起始温度TN，计算得到熔体的第一常量顺磁‑铁磁居里转变温度θ和样品的居里常数C；建立与熔体宏观形貌对应的因变量与ΔT、H、dHdZ、θ及样品相关的第二常量之间的函数关系，其中C用于第二常量的计算；根据因变量，判断熔体的宏观形貌。

本发明授权一种设计金属熔体宏观形貌的方法在权利要求书中公布了：1.一种设计金属熔体宏观形貌的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：将金属样品置于强磁场材料处理装置中，并施加目标强磁场，使得样品处于特定强磁场强度H和梯度磁场dHdZ的环境中，梯度磁场方向与重力方向相同； 步骤2：进行多次熔体过热过冷循环，保证样品在磁场施加前后的过冷度ΔT不变，记录样品最后一次加热和冷却阶段的温度T-时间t曲线和在磁场下凝固状态样品的质量m0的变化数据，从所述温度T-时间t曲线上获取冷却阶段曲线产生尖峰的起始温度TN，循环完成后取出样品； 步骤3：根据步骤2中的温度T和磁场下凝固状态样品的质量m0，计算得到熔体的第一常量顺磁-铁磁居里转变温度θ和样品的居里常数C；具体包括： 采用法拉第天平原理，将m0数据转化为样品磁化率，其具体计算公式如下： 1； 其中，g为样品凝固时在磁场下的重力，m0为样品凝固时在磁场下的天平读数，即在磁场下凝固状态样品的质量，m为无磁场时天平读数，即样品的质量，dHdZ为样品在装置内对应位置的梯度磁场值，H为所施加的目标磁场强度； 以温度T为横坐标，磁化率的倒数为纵坐标，绘制曲线图，与温度T满足居里-外斯关系如下： 2； 其中，C为样品的居里常数，θ为熔体的顺磁-铁磁居里转变温度； 对所绘制的曲线进行进一步线性拟合，则曲线斜率k=1C，与温度轴的截距b=-θC，则C和θ可采用如下公式计算： ,3； 步骤4：建立与熔体宏观形貌对应的因变量与过冷度ΔT，强磁场强度H，强磁场梯度dHdZ，顺磁-铁磁居里转变温度θ及样品相关的第二常量之间的函数关系，其中所述居里常数C用于第二常量的计算；所述函数关系具体为以下公式（4）至（7）： 4； 5； 6； 7； 其中，y1，y2，y3和y4为与熔体宏观形貌对应的四个因变量，θ通过公式（3）得到，P1，P2，P3和P4为与材料相关的第二常量，TN为形核温度，分别通过公式（8）至（11）进行计算： 8； 9； 10； 11； 其中，C通过公式（3）得到，α为无量纲结构因子，ΔHf为物质熔化焓，单位为Jmol，Tm为物质熔点，单位为K，μ0为真空磁导率，取4π×10-7NA2，NA为阿佛加德罗常数，取6.02×1023mol，Vm为物质的摩尔体积，单位为m3mol，Δρm为固相与液相密度之差； 步骤5：根据所述因变量，判断熔体的宏观形貌；具体包括： 判断y1与y2的大小，当y1小于y2时，熔体为球状熔体； 当y1大于或等于y2时，则继续判断y3与y4的大小，当y3小于y4时，熔体为水滴状熔体，当y3大于或等于y4时，熔体为莲花状熔体。

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