材料制备新技术 教学课件 作者 许春香 主编 张金山 副主编第一章 快速凝固技术.ppt

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1、材料成型及控制工程－铸造工程方向专业课许春香材料制备新技术第1章快速凝固技术（a）定向凝固(b)体积凝固图1-1两种典型的凝固方式q1-自液相导人凝固界面的热流密度；q2-自凝固界面导人固相的热流密；Q-铸件向铸型散热热量第1章快速凝固技术图1-2急冷模法示意图1-真空出口；2-绝热冷却剂容器；3-冷却池；4-铜模；5-模穴；6-垫圈；7-基板；8-压紧螺帽；9-射入管；10-铝箔第1章快速凝固技术(ａ)自由喷射熔液自旋工艺(ｂ)平面流铸工艺图1-3自由喷射熔液自旋工艺和平面流铸工艺原理示意图1-压力计；2-排气阀；3-坩埚；4-感应加热线圈；5-合金液；6

2、-金属薄带；7-淬冷辊轮；8-喷嘴第1章快速凝固技术(ａ)自由喷射熔液自旋工艺(ｂ)平面流铸工艺图1-4自由喷射熔液自旋工艺和平面流铸工艺形成的熔潭示意图第1章快速凝固技术图1-5玻璃包覆纺线法快速凝固原理图第1章快速凝固技术图1-6Kavesh法线材快速凝固原理图1，7-导流管；2-喷嘴；3-合金液；4-感应加热器；5-稳流罩；6-分散器；8-泵第1章快速凝固技术图1-7回转水纺线法线材快速凝固原理图1-旋转鼓；2-冷却水；3-喷嘴；4-喷射液柱；5-加热器第1章快速凝固技术图1-8传送带法线材快速凝固原理图1-冷却水喷嘴；2-带沟槽传送带；3-导引带；4

3、-加热器；5-导引鼓；6-坩埚；7-合金液；8-喷嘴；9-驱动滑轮；10-液流稳定器；11-线材；12-绕线机；13-集水箱；14-喷射合金熔液柱；15-输送泵；16-流量计；17-压缩机第1章快速凝固技术图1-9单辊法制备快速凝固薄带原理图1-激冷辊；2-感应加热器；3-排气阀；4-压力表；5-带材第1章快速凝固技术图1-10单辊法制备复合带材1-单辊；2、5-合金液；3、4-坩埚；6-感应加热器；7-复合薄带第1章快速凝固技术图1-11非晶合金带材生产线示意图1-熔化、保温炉;2-中间包;3-喷嘴;4-单辊,直径约2000mm;5-厚度测量装置第1章快速

4、凝固技术图1-12双辊法快速凝固原理图l-带材；2-合金液流；3-加热器；4-坩埚；5-喷嘴；6-双辊第1章快速凝固技术（a）平行(b)倾斜(c)凸面(d)凹面图1-13两辊的平行度对带材质量的影响第1章快速凝固技术图1-14双辊法制备带材快速凝固模型第1章快速凝固技术图1-15双辊法制备复合薄带1、2-冷却辊；3-基带；4-喷嘴；5-合金熔液第1章快速凝固技术图1-16溢流法快速凝固原理图第1章快速凝固技术图1-17溢流法制备复合带材1-复合层；2-基带；3-激冷辊；4-合金液；l，5-合金液；2，6-冷却长度第1章快速凝固技术图1-18喷射沉积法原理图1

5、-沉积室；2-基板；3-喷射粒子流；4-气体雾化室；5-合金液；6-坩埚；7-雾化气体；8-沉积体；9-运动机构；10-排气及取料室第1章快速凝固技术图1-19喷射沉积法制备坯材1-感应加热坩埚；2-喷嘴；3-圆柱沉积坯；4-沉积室；5-排气管；6-循环分离器第1章快速凝固技术图1-20大块非晶形成临界冷却速度Vcc、最大厚度tmax和比玻璃化温度Trg之间的关系第1章快速凝固技术图1-21单向熔化法示意图第1章快速凝固技术图1-22连续铸轧示意图第1章快速凝固技术图1-23分步冷却连续铸造法示意图表1-1不同雾化工艺的凝固速率和粉末质量比较工艺粉末粒度/μ

6、m平均粒度/μm冷却速率/（K/s）包裹气体粉末质量亚音速雾化超音速雾化旋转电机雾化离心雾化气体溶解雾化1~5001~250100~6001~5001~50050~702020070~8040~70100~102104~10510105102有无无无无球形,有卫星球形，卫星很少球形，有卫星球形，卫星很少不规则，有卫星表1-2回转水纺线法制备的非晶丝及其力学性能。（细丝直径100～160µm）成分（原子数分数）/%抗拉强度бb/MPa伸长率δ/%维氏硬度HV/DPM弹性模量E/MPaPd77.5Cu6Si16.515702.53800.9×105(Co0.95

7、Ta0.05)72.5Si12.5B154000(Ni0.6Pd0.4)82Si1817102.0Fe77.5P12.5C1028002.88000.98×105Cu60Zr4018102.7440Co72.5Si12.5B1534003.011001.2×105(Cu0.6Zr0.4)95Nb521002.4460(Ni0.4Pd0.6)80P2014402.2表1-3非晶、纳米晶软磁合金带材的主要性能及应用领域性能非晶、纳米晶软磁合金带材铁基铁镍基钴基铁基纳米晶Βs/T1.60.7~1.40.55~0.81.25λS(20~30)×10-6(10~20

8、)×10-6约0(1~2)×10-6TC/K>673