發(fā)布時(shí)間：2022年11月04日 09:00:18
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)高純金屬及合金的需要量越來越多，常規(guī)的冶煉方法已很難滿足要求，而真空電子束熔煉是一種有效提純方法，特別是對(duì)于在冶煉溫度下具有較低蒸汽壓的金屬和合金更為有效。
高科技的發(fā)展對(duì)材料的性能提出了新的要求，而材料新功能的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用又可促進(jìn)高科技的發(fā)展，因此，作為材料基礎(chǔ)的金屬就成了材料科學(xué)的主要研究對(duì)象之一。但是，金屬本性特征的揭示和應(yīng)用又往往由于其中雜質(zhì)的存在而受到影響，只有對(duì)金屬進(jìn)行深度凈化提純，才能進(jìn)一步揭示其原來的本性特征，從而發(fā)現(xiàn)其新的功能和開拓新的應(yīng)用。這就是目前金屬提純成為現(xiàn)代材料科學(xué)研究領(lǐng)域中熱門課題的主要原因。世界各國(guó)極為重視金屬材料高純化的研究，借以開發(fā)材料的新功能，滿足高科技的需要。在上世紀(jì)九十年代，電子束在國(guó)外已成為一種新型工業(yè)熔化金屬的動(dòng)力源，電子束熔化工藝導(dǎo)致了新一代金屬材料的產(chǎn)生。
工作原理
電子束熔煉是一種特殊的真空冶金設(shè)備。利用爐中的電子槍可將幾十至數(shù)百kW的高能電子束聚焦在1cm2左右的焦點(diǎn)上，產(chǎn)生3500°C以上的高溫。當(dāng)高能電子束聚焦在欲熔煉的鎢、鉬、鉭、鈮、鋯等難熔金屬原料上時(shí)，就能夠?qū)⑦@些金屬熔化，達(dá)到熔煉或提純的目的。由于高溫區(qū)域有限，熔化的金屬需要一點(diǎn)一點(diǎn)地滴入下面的熔池，經(jīng)結(jié)品器冷卻，凝固成錠。在高真空和高溫的作用下，液態(tài)金屬中的氣體和雜質(zhì)大量蒸發(fā)。從而得到高純度的致密的凝固態(tài)金屬錠。
電子束熔煉爐是高溫難熔金屬熔煉和提純的專用設(shè)備。電子束熔煉在高真空下進(jìn)行，熔煉時(shí)的過熱溫度高，維持液態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)，使材料的精煉提純作用得以充分有效地進(jìn)行。電子束熔煉時(shí)，材料主要發(fā)生脫氣、分解、脫氧、金屬雜質(zhì)的揮發(fā)和不熔雜質(zhì)的上浮等。其中，不熔雜質(zhì)上浮而富集在鑄錠頂部，可在切頭時(shí)去除。在真空下，電子槍的陰極被加熱產(chǎn)生熱電子逸出。在加速電壓(大于20kV)的作用下，熱電子向陽極(零電位)加速運(yùn)動(dòng)。由于聚束極的作用，電子束從陽極的中心孔通過，向下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)磁聚焦透鏡的多次聚焦和磁偏轉(zhuǎn)掃描透鏡的調(diào)節(jié)，使電子束準(zhǔn)確而集中地轟擊到原料棒的表面。在原料和熔池表面產(chǎn)生3000°C以上的溫度，原料的表面被加熱、熔化、滴入熔池中。熔池就是錠上端的熔化部分，其周事是水冷銅坩堝(結(jié)晶器)。由于電子束的加熱作用，熔池保持不斷地上下、內(nèi)外對(duì)流。隨著熔化的原料不斷滴入，熔池表面不斷上升，拖錠裝置又將錠不斷向下拉動(dòng)，使熔池表面保持一定高度。
Contact
