“这样看起来，试制高能磁铁的方向，基本上已经有了，就是寻找达到晶粒各向异性的方法。我们在《金属学》这门课程里面学过铸锭的结构，这里面能够给我们启发。”江一帆说。

“我没有学过《金属学》，你给我们说说铸锭结构是怎么一回事儿？”芮芬莲说。

“好。铸锭一般指的是炼钢炉炼成的高温钢水，要让它成为钢材，第一步是要把钢水倒到金属做的钢锭模中，让钢水冷却成为固体的钢锭，以便后续把钢锭送入轧钢机轧成各种钢材。整个冷却过程中，形成的钢锭的内部的组织结构，就是铸锭的结构。

“如果我们把一个钢锭按照纵截面剖开，抛光之后，用腐蚀剂腐蚀，我们用肉眼都可以看到钢锭内部大概有三种晶粒。一种是靠近钢锭模，也就是靠近钢锭表面的地方，那里是细小的等轴晶，也就是细小的多边形。形成的原因，是因为炽热的钢水倒进钢锭模以后，它们碰到很冷的钢锭模表面，立即形成很多的细小晶核，晶核在钢液不断冷却的过程中，形成细小的晶粒。”

“第二种晶粒是柱状晶。这是因为随着炽热的钢水不断地倒入，已经形成的细小晶粒有的被后来倒进来的钢水再熔化，再冷却的时候，因为靠近钢锭模内表面的那边温度低，靠近中心的部分温度高，钢的晶体从冷的位置向热的位置生长，就形成了柱状晶。

“第三部分是铸锭中心的尺寸大的等轴晶。这是因为从周边向中心长的柱状晶，没有多久就碰到了一起，中心部分和靠近中心部分的温度差别已经不大，晶粒成长各个方向温度对冷却过程没有了显著的差别，晶粒不会只向一个方向成长了。”

陆芳静说：“小江，你说的我大概明白一点。可是这个铸锭机构和寻找提高磁性能的方法，有什么关系吗？”

“有，关系可大了，小芮，你说说，这个关系在哪里？”

芮芬莲没有说话，想了一会儿，说道：“江老师又在进行启发式教学，看看我这个笨学生能不能达到老师的要求吧。我看这个标准的铸锭的三种晶粒中，只有柱状晶是晶体可向异性的，不仅仅是外形是柱形，各个方向的尺寸不一致。我猜，用这种柱状晶做成的磁铁可能磁性能就比各个方向一同结晶的等轴晶磁性能好。”

“不是猜，确实是这样，”江一帆很高兴地说道，“铝镍钴磁铁的晶格，是属于立方晶系。就是说他们的原子是按照一个立方体，（好像一个打麻将里的骰子）排在八个顶点之上。”

他顺手拿了一张纸，在纸上画了一个骰子一样的立方体，然后指着纸上的图说：“从一个顶点出发，是不是沿着一条棱线离别的原子最近？在定向冷却的时候，一般晶体就会沿着这个方向——在晶体学上，这叫做（100）方向生长，在这个方向，也是磁性最强的方向。”

“那我们只要能做出柱状晶，用这个柱状晶做成磁铁就好了。”陆芳静说。

“陆姐，你现在的水平已经超过好多所谓的专家学者了。”江一帆说完，大家笑得好开心。两个年轻漂亮的女人的脸，都变成了鲜艳的红牡丹。

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