Xử lý hóa rắn nhanh chóng (Rsp) là một công nghệ sử dụng tốc độ làm mát cực cao (thường xuyên 103 ĐẾN 106 K/s hoặc thậm chí cao hơn) Để làm mát nhanh chóng kim loại chất lỏng để lấy vật liệu kim loại với tổ chức không cân bằng, ngũ cốc tốt, hoặc thậm chí các cấu trúc vô định hình. Hợp kim vô định hình, Còn được gọi là kính kim loại, là những sản phẩm điển hình của công nghệ hóa rắn nhanh chóng. Sự sắp xếp nguyên tử độc đáo của họ mang lại cho họ cơ học tuyệt vời, thuộc vật chất, và tính chất hóa học.
Do đặc điểm sưởi ấm độc đáo của nó, Hệ thống sưởi cảm ứng cho thấy tiềm năng lớn trong quá trình hóa rắn nhanh chóng và chuẩn bị hợp kim vô định hình.
Những lợi thế của việc sưởi ấm cảm ứng trong quá trình hóa rắn nhanh chóng và chuẩn bị hợp kim vô định hình được phản ánh trong:
- Hệ thống sưởi nhanh và hiệu quả: Làm nóng cảm ứng có thể nhanh chóng làm tan chảy kim loại đến nhiệt độ cần thiết, rút ngắn thời gian nóng chảy, và giảm sự kiệt sức của các yếu tố, điều này rất quan trọng cho việc chuẩn bị các hợp kim vô định hình với thành phần chính xác.
- Đầu vào năng lượng có thể kiểm soát: Bằng cách điều chỉnh công suất và tần số của nguồn cung cấp năng lượng tần số trung bình, Nhiệt độ và tốc độ gia nhiệt của sự tan chảy có thể được kiểm soát chính xác để cung cấp các điều kiện ban đầu ổn định cho quá trình hóa rắn nhanh tiếp theo.
- Công nghệ nấu nướng không có lò nướng hoặc lạnh: Sưởi ấm cảm ứng có thể đạt được sự tan chảy của hệ thống treo (MIỄN PHÍ) hoặc tan chảy trong một khẩu súng tưởng bằng đồng làm mát bằng nước (Kiến miệng lạnh), Tránh phản ứng giữa sự tan chảy và vật liệu nồi nấu kim loại và cải thiện độ tinh khiết của hợp kim, Điều đặc biệt quan trọng đối với việc chuẩn bị các hợp kim vô định hình hiệu suất cao.
- Dễ dàng tích hợp với các thiết bị hóa rắn nhanh chóng: Hệ thống sưởi cảm ứng tương đối nhỏ gọn và dễ dàng tích hợp với các thiết bị hóa rắn nhanh chóng khác nhau (chẳng hạn như đúc phun, Phương pháp ném đai, Phương pháp nguyên tử hóa, vân vân.) Để đạt được hoạt động liên tục của sự tan chảy và hóa rắn nhanh chóng.
- Áp dụng cho nhiều hệ thống hợp kim: Làm nóng cảm ứng có thể được áp dụng cho sự tan chảy của nhiều loại kim loại và hệ thống hợp kim, Cung cấp khả năng chuẩn bị các hợp kim vô định hình với các chế phẩm và tính chất khác nhau.
Khám phá hóa rắn nhanh chóng và chuẩn bị các hợp kim vô định hình bằng cách sử dụng tần số trung bình cảm ứng sưởi ấm.
- Cảm ứng tan chảy – Melt SPINNING/CASTING JET: Đây là một phương pháp thường được sử dụng để chuẩn bị các hợp kim vô định hình ruy băng hoặc dây. Thôi hợp kim nhanh chóng tan chảy trong lò cảm ứng tần số trung bình, Và sau đó kim loại nóng chảy được phun vào một con lăn làm mát xoay tốc độ cao qua vòi để đạt được tốc độ làm mát cực cao. Độ nhanh và khả năng kiểm soát của hệ thống sưởi tần số trung bình giúp có được sự tan chảy đồng đều với quá nhiệt vừa phải, cung cấp các điều kiện thuận lợi cho sự hóa rắn nhanh chóng tiếp theo.
- Cảm ứng tan chảy – Nguyên tử hóa khí: Sau khi hợp kim tan chảy trong lò cảm ứng tần số trung bình, Nó được phun bằng khí áp suất cao (chẳng hạn như argon, nitơ) Để nguyên tử hóa thành các giọt tốt. Những giọt này được làm mát nhanh chóng và hóa rắn trong suốt chuyến bay để có được bột vô định hình hoặc vi tinh thể. Các đặc điểm tự tử không có lò nướng hoặc lạnh của hệ thống sưởi cảm ứng tần số trung bình có thể làm giảm ô nhiễm tan chảy và cải thiện độ tinh khiết của bột.
- Cảm ứng tan chảy – Đúc đồng: Để chuẩn bị hợp kim vô định hình số lượng lớn, sưởi ấm cảm ứng đôi khi được sử dụng để làm tan chảy hợp kim, Và sau đó sự tan chảy nhanh chóng được đổ vào một khuôn đồng với độ dẫn nhiệt tốt. Mặc dù tốc độ làm mát tương đối thấp, Vẫn có thể có được các cấu trúc vô định hình hoặc tinh thể nano có kích thước nhất định bằng cách tối ưu hóa thành phần hợp kim và thiết kế khuôn.
- Lấy cảm ứng tan chảy – Sự hóa rắn nhanh chóng: Kim loại nóng chảy được treo bởi lực điện từ, hoàn toàn tránh liên lạc với nồi nấu kim loại, Và sau đó sự hóa rắn nhanh chóng đạt được bằng cách cắt điện dẫn hoặc tiêm khí làm mát. Phương pháp này có thể tạo ra các hợp kim vô định hình có độ tinh khiết cao, Đặc biệt đối với các hệ thống hợp kim nhạy cảm với các phản ứng nồi nấu kim loại.
Thách thức
Mặc dù sưởi ấm cảm ứng có những ưu điểm đáng kể trong việc hóa rắn nhanh chóng và chuẩn bị hợp kim vô định hình, Nó cũng phải đối mặt với một số thách thức:
- Có được tỷ lệ làm mát đủ cao: Việc chuẩn bị các hợp kim hoàn toàn vô định hình thường đòi hỏi tốc độ làm mát cực cao, đó vẫn là một thách thức đối với một số vật liệu số lượng lớn. Làm thế nào để tăng thêm tốc độ làm mát và áp dụng nó một cách thống nhất vào một khối lượng lớn hơn là một hướng nghiên cứu chính.
- Tối ưu hóa Thiết kế thành phần hợp kim: Khả năng hình thành của hợp kim vô định hình có liên quan chặt chẽ với thành phần của hợp kim. Cần thiết kế một hệ thống hợp kim với khả năng hình thành kính tốt để có được trạng thái vô định hình ở tốc độ làm mát tương đối thấp.
- Kiểm soát chính xác các tham số quy trình: Công suất sưởi tần số trung bình, Tính thường xuyên, Làm tan chảy quá nhiệt, và các thông số như áp suất phun và nhiệt độ trung bình làm mát trong quá trình hóa rắn nhanh chóng cần được kiểm soát chính xác để có được cấu trúc và tính chất vi mô mong muốn.
- Chi phí và hiệu quả của việc chuẩn bị quy mô lớn: Mở rộng công nghệ chuẩn bị hợp kim vô định hình cấp độ phòng thí nghiệm để sản xuất công nghiệp đòi hỏi phải xem xét chi phí, Hiệu quả và sự ổn định chất lượng sản phẩm.
Triển vọng trong tương lai
Với sự phát triển liên tục của công nghệ sưởi ấm cảm ứng và công nghệ hóa rắn nhanh chóng, cũng như nghiên cứu chuyên sâu về các thuộc tính của các hợp kim vô định hình, Có thể thấy trước rằng các lò cảm ứng sẽ đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong việc chuẩn bị các hợp kim vô định hình và vật liệu kim loại hiệu suất cao với các cấu trúc đặc biệt trong tương lai.
Phương pháp gia nhiệt cảm ứng mới, Thiết bị hóa rắn nhanh hơn hiệu quả hơn, Và các thiết kế thành phần hợp kim được tối ưu hóa hơn sẽ cùng thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực này và cung cấp hỗ trợ vật chất chính cho các ngành công nghệ cao như hàng không vũ trụ, y sinh, và thông tin điện tử.
Sưởi ấm cảm ứng cung cấp một hiệu quả, Phương pháp tiếp cận kỹ thuật có thể kiểm soát và tiềm năng để tan chảy và hóa rắn nhanh chóng, đặc biệt là để chuẩn bị các hợp kim vô định hình với các đặc tính độc đáo. Bằng cách liên tục vượt qua các thách thức kỹ thuật, Chúng tôi dự kiến sẽ sử dụng lò nung cảm ứng để tạo ra nhiều vật liệu kim loại mới với hiệu suất đột phá.
