金属熔体的粘度体现了金属熔体中原子的运动,直观反映了金属熔体的流动性,进而可以表现出金属熔体中的传热与传质,因此,通过研究金属熔体的粘度有利于深入把握金属熔体的凝固行为,调控金属熔体的成型能力,以获得高性能的成型金属;金属熔体的粘度可以从宏观上表现液态金属微观结构的转变,因此,通过研究金属熔体的粘度可以分析液态金属内部结构的变化;金属熔体粘度与温度的变化率就是金属熔体的脆性,而脆性与合金的非晶形成能力直接相关,因此,金属熔体的粘度可以预判合金的非晶形成能力。金属熔体粘度的研究对于熔融金属的基础理论研究和科学应用都具有十分重要的指导意义。金属镓是一种低熔点的耐腐蚀性极好的半金属材料。镓合金作为一种半导体材料,在微波通信行业,磁性材料,太阳能电池,医学以及光电工业等各个方面均具有非常广泛的应用。近年来,镓合金作为一种新型材料在诸多领域均有较大的应用前景。本文以镓基合金熔体为主要的研究对象,并用附带水平磁场的高温熔体粘度仪研究了磁场对金属熔体粘度的影响,建立定量描述磁场与金属熔体粘度之间的理论模型;探索磁场对Ga基金属熔体非晶形成能力的影响;并利用分子动力学模拟计算了 Ga基金属熔体结构,探索磁场对金属熔体粘度的影响机制,从微观原子角度解释磁场下金属熔体粘度变化的原因,为液态金属的理论研究奠定了基础。研究表明,Sn₉₇Fe₃、Sn₉₄Fe₆、Sn₉₅Co₅、Sn₉₅Mn₅、Al₉₇Ni₃、Al₉₂Ni₈、Ga₉₈Fe₂以及Ga₉₈Cr₂等金属熔体的粘度在磁场下均随着温度的升高而减小,且都符合Arrhenius公式,指前因子随着磁场强度的增加而不断增加;它们的粘度在磁场下都符合二次函数式ηB=η+2H/πΩB2,金属熔体在磁场下的粘度正比于磁场强度的平方。Ga₈₀Fe₂₀,Ga₈₀Co₂₀,Ga₈₀Ni₂₀以 Ga₈₀Cr₂₀合金熔体在水平磁场下的粘度均符合Arrhenius公式,随着温度的升高而不断减小;并且随着磁场强度的增加而增加;它们的过热脆性随着磁场强度的增加先减小后增大,最后再减小,这是由磁场对熵的影响以及磁力的影响共同决定的;不加磁场时,Ga₈₀Fe₂₀,Ga₈₀Co₂₀,Ga₈₀Ni₂₀以及Ga₈₀Cr₂₀合金熔体的过热脆性随着各个熔体的液相线温度升高而减小;在Ga₈₀Ni₂₀和Ga₈₀Cr₂₀合金熔体中,过热脆性值较小,而Ga₈₀Fe₂₀和Ga₈₀Co₂₀合金熔体中,过热脆性较大。用分子动力学模拟的方法计算了 Ga₈₀Fe₂₀,Ga₈₀Co₂₀,Ga₈₀Ni₂₀以及Ga₈₀Cr₂₀合金熔体的液态结构,在Ga₈₀Co₂₀和Ga₈₀Ni₂₀合金熔体中,Co原子以及Ni原子被Ga原子包围,形成中程有序结构;在Ga₈₀Fe₂₀合金熔体中,Fe原子和Ga原子随机分布;而在Ga₈₀Cr₂₀合金熔体中,Cr原子与Cr原子之间形成了团簇,并且这个团簇有相互分离的趋势;Ga₈₀Ni₂₀,Ga₈₀Cr₂₀,Ga₈₀Co₂₀,Ga₈₀Fe₂₀合金熔体的粘度对磁场的响应逐渐减弱,这是由金属熔体中的团簇大小以及磁场下粒子间的相互力引起的。