真(zhen)空(kong)感(gan)應(ying)懸浮(fu)爐是(shi)壹(yi)種(zhong)集真(zhen)空(kong)環(huan)境(jing)、高(gao)頻感(gan)應(ying)加熱與無(wu)坩堝(guo)懸浮(fu)熔煉(lian)技術於壹(yi)體的(de)高(gao)d材料(liao)制備(bei)設備(bei),主要(yao)用於高(gao)純度(du)、高(gao)活(huo)性(xing)或高(gao)熔點(dian)金屬及合(he)金(如(ru)鈦、鋯、鈮(ni)、鉭、稀(xi)土(tu)合(he)金、高(gao)溫合(he)金等)的(de)熔(rong)煉、提(ti)純與凝(ning)固研究。其(qi)最(zui)大特點(dian)是(shi)利(li)用電磁力使(shi)金(jin)屬樣品在熔融(rong)狀(zhuang)態(tai)下“懸浮(fu)”於線(xian)圈中心,避免與容器接(jie)觸(chu),從(cong)而徹d消(xiao)除(chu)坩(gan)堝(guo)汙(wu)染(ran),獲(huo)得(de)高(gao)純度(du)的(de)材(cai)料。
該(gai)設備(bei)主要(yao)由(you)真(zhen)空(kong)系(xi)統(機(ji)械(xie)泵(beng)+擴(kuo)散泵(beng)或分子(zi)泵(beng),極限真(zhen)空(kong)可(ke)達(da)10⁻³–10⁻⁵Pa)、高(gao)頻感(gan)應(ying)電源(頻率(lv)通常為(wei)10–500 kHz)、水(shui)冷(leng)銅線(xian)圈、懸浮(fu)控制系(xi)統、冷(leng)卻凝(ning)固裝置(zhi)及(ji)智能(neng)操(cao)作(zuo)平(ping)臺組成。工(gong)作時(shi),金屬樣品置(zhi)於(yu)感(gan)應(ying)線(xian)圈內(nei),在交變(bian)磁(ci)場(chang)作(zuo)用下產(chan)生(sheng)渦(wo)流(liu)而自(zi)熱熔(rong)化(hua);同(tong)時(shi),磁場(chang)梯(ti)度(du)產(chan)生(sheng)的(de)洛(luo)倫茲力與重(zhong)力平(ping)衡(heng),使(shi)熔(rong)體(ti)穩(wen)定(ding)懸浮(fu)。通過(guo)精(jing)確(que)調控功率(lv)、真(zhen)空(kong)度(du)和(he)冷卻速(su)率(lv),可(ke)實(shi)現(xian)定(ding)向凝(ning)固、急冷成形或(huo)單晶(jing)生(sheng)長等特殊工(gong)藝。
真(zhen)空(kong)感(gan)應(ying)懸浮(fu)爐的(de)主(zhu)要特點(dian):
1、無(wu)汙(wu)染(ran)熔(rong)煉:采用水冷銅(tong)坩(gan)堝(guo)替代(dai)傳(chuan)統耐(nai)火材(cai)料(liao)坩(gan)堝(guo),通過(guo)電(dian)磁力使(shi)金(jin)屬熔體(ti)懸浮(fu),避免坩堝(guo)材(cai)料(liao)對(dui)熔(rong)池的(de)汙(wu)染(ran),確(que)保(bao)制備(bei)的(de)金(jin)屬或合(he)金純凈(jing)度(du)高(gao)。例(li)如(ru),鈦合(he)金熔煉中可顯(xian)著(zhu)降(jiang)低(di)氧含量,提(ti)升材料性(xing)能。
2、高(gao)溫熔煉(lian)能(neng)力:突破(po)坩堝(guo)材(cai)料(liao)對(dui)溫度(du)的(de)限制,熔煉(lian)溫度(du)可(ke)達(da)2500℃甚(shen)至(zhi)更高(gao)(部(bu)分設備(bei)可達(da)3000℃以上),適(shi)用於高(gao)熔點(dian)金屬(如(ru)鉬、鋯(gao))及(ji)活(huo)潑(po)金(jin)屬(如(ru)鈦、稀(xi)土(tu))的(de)熔(rong)煉提(ti)純。
3、成分均勻(yun)性(xing):熔體(ti)在電磁(ci)攪(jiao)拌(ban)作用下快速(su)流(liu)動(dong),結(jie)合(he)熱攪(jiao)拌(ban)效應(ying),可實現合(he)金成分的(de)均(jun)勻(yun)分布,減少偏析(xi)現(xian)象(xiang),滿足精(jing)密合(he)金制備(bei)需求(qiu)。
4、高(gao)純材料制備(bei):在真(zhen)空(kong)或(huo)氬氣(qi)保(bao)護氣(qi)氛(fen)下熔(rong)煉(lian),有效防止(zhi)氧化(hua)和(he)揮(hui)發,適(shi)用於超(chao)純濺(jian)射(she)靶材(cai)、太陽(yang)能(neng)級多(duo)晶(jing)矽(gui)、4N級(ji)超(chao)純金屬等高(gao)純材料的(de)制備(bei)。
5、廣泛(fan)適(shi)用性(xing):可處(chu)理多種(zhong)金屬材料(liao),包括稀(xi)土(tu)金屬、高(gao)溫合(he)金、非晶(jing)金屬、難熔(rong)金屬(如(ru)鋯、鉿、釩(fan))及貴(gui)金(jin)屬(如(ru)鉑、銠(lao))等,覆蓋(gai)從(cong)實(shi)驗室級(ji)到工(gong)業(ye)級的(de)生(sheng)產規模。
6、高(gao)效節能(neng)設計:采(cai)用高(gao)效率(lv)IGBT電(dian)源(yuan)與合(he)理坩堝(guo)及(ji)感(gan)應(ying)圈設計,降(jiang)低(di)能耗(hao);分瓣式(shi)水(shui)冷銅(tong)坩(gan)堝(guo)結(jie)構(gou)延(yan)長使(shi)用壽(shou)命(部(bu)分設備(bei)可達(da)10000爐次以(yi)上),減少維(wei)護成(cheng)本(ben)。
7、操(cao)作(zuo)穩(wen)定(ding)性(xing)與自(zi)動(dong)化(hua):配備(bei)PLC編(bian)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)控制系(xi)統和(he)觸(chu)摸屏操(cao)作(zuo)界(jie)面(mian),實(shi)現工藝參(can)數(shu)的(de)精(jing)準(zhun)控制與存(cun)儲;集成多種(zhong)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器和(he)監測儀(yi)表(biao),配合(he)安(an)全互(hu)鎖(suo)及限位裝置(zhi),確(que)保(bao)運(yun)行(xing)可靠穩定(ding)。
8、安(an)全防護設計:雙(shuang)層觀(guan)察(cha)窗、專業護目鏡(jing)及攝(she)像頭系(xi)統保(bao)障高(gao)溫操(cao)作(zuo)可(ke)視(shi)性(xing);聲光(guang)報警裝置(zhi)實(shi)時(shi)提示異常狀態(tai),確(que)保(bao)人(ren)員與設備(bei)安(an)全。