[科普中國]-快速凝固技術(shù)

快速凝固技術(shù)是指使金屬熔體急冷瞬間凝固的技術(shù)?？焖倌踢^程通常是由液相到固相的相變過程進(jìn)行得非?？?，金屬或者合金的熔體急劇凝固成微晶、準(zhǔn)晶和非晶態(tài)的過程。

簡介快速凝固的冷卻速率≥100000K /s (或者凝固線速率每秒達(dá)數(shù)米以上)，使得所制備的金屬或合金與常規(guī)的凝固金屬或合金相比，冷卻速率提高了個(gè)數(shù)級，從使材料的微觀組織、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了許多引人注目的變化，性能也有很大的提高。因此，快速凝固合新材料的制備開辟了一條新的道路，為材料科學(xué)提供了許多研究課題，有力地推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展。1

種類根據(jù)冷卻基體種類，把熔體急冷法分兩種：

(1)單基體急冷法：金屬熔體在氣體或重力作用下通過噴嘴噴射到高速旋轉(zhuǎn)的金屬輥輪表面(如銅、鉬或鋼)，或旋轉(zhuǎn)的輪或盤掠過熔體抽取，連續(xù)形成厚20—60μm的條帶。

(2)雙基體急冷法：金屬熔體在活塞和砧之間，或在兩個(gè)活塞之間被沖擊形成薄帶，這種技術(shù)叫做錘砧法還有一種叫雙輥急冷法，金屬熔體從噴嘴噴射到兩個(gè)相向旋轉(zhuǎn)的輥輪內(nèi).連續(xù)形成條帶。由于雙輥急冷法用雙輥冷卻，冷卻速度比單輥急冷法更高，形成的條帶表面更光滑，尺寸更均一。在非晶態(tài)合金生產(chǎn)中，常用的是單輥急冷法.因其能生產(chǎn)連續(xù)的條帶、細(xì)絲或薄片，且產(chǎn)量大，生產(chǎn)成本低2。

(3)表面熔化及自冷技術(shù)(surface melting and self--quenching technique)：采用電弧、電子束或激光束迅速熔化金屬表面薄層，借助于實(shí)體金屬自身大的熱容量和高的導(dǎo)熱率，表面熔層迅速冷卻與凝固。此法主要用于金屬表面改性處理，即獲得硬度高、耐磨、耐蝕等高性能表面層。

(4)惰性氣體蒸發(fā)法((inert gas condensation method)：金屬被感應(yīng)、電阻、等離子加熱蒸發(fā)，金屬蒸氣互相碰撞聚集成細(xì)小液滴，同時(shí)被惰性氣體冷卻凝固，冷卻速度為10-10 K /s。所成的顆粒尺寸