金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續(xù)制備設備與工藝
金屬玻璃(又稱非晶合金)是指在固態(tài)下原子排列具有短程有序而長程無序,并在一定溫度范圍內(nèi)保持這種狀態(tài)相對穩(wěn)定的金屬合金。近十幾年來,塊體金屬玻璃的發(fā)展更是其發(fā)展過程的一個里程碑,使得金屬玻璃作為結構材料成為可能。 與傳統(tǒng)晶體材料相比,塊體金屬玻璃很高的強度、大的彈性極限(2%~3%)及良好的耐腐蝕性等突出優(yōu)點。正是由于其獨特性能,使得塊體金屬玻璃在體育用品、電子、醫(yī)學及國防等領域得到了越來越廣泛的應用。 本項目開發(fā)了一種短流程、適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)、并能獲得完全清潔復合界面的金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續(xù)制備設備與工藝。 設備構成為,由真空系統(tǒng)、預熱系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、牽引機構組成。牽引機構上下各有一個導輪,兩導輪豎直方向相切,且下部導輪與電機相連,可以將制備的絲直接纏繞起來,實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn);冷卻裝置緊置于坩堝下部,保證包覆的合金液快速凝固形成金屬玻璃。 工藝過程為:將按照名義成分配好的合金先用電弧爐熔煉成均勻的母合金,然后將母合金和金屬絲裝在底部帶有小孔的坩堝中,金屬絲一端自內(nèi)而外穿過坩堝的小孔,在加熱爐中重熔母合金并保溫,然后通過牽引機構由電機帶動下拉浸漬在熔體中的金屬絲,使其表面均勻浸漬一層合金液,在穿過加熱區(qū)后通過冷卻介質(zhì)快速冷卻形成金屬玻璃,最終獲得具有較高強度與延伸率的金屬玻璃包覆金屬絲復合材料。 技術特點:金屬絲可以選用具有較高熔點及較高強度的鎢絲,金屬玻璃合金可以選用具有較強玻璃形成能力及較好力學性能的鋯基合金體系。電機牽引拉絲速率為1-5mm/min,冷卻裝置的冷卻速率為所吹氬氣流速1-5m/s。 已申請專利:張勇,陳曉華,陳國良,張興超,王自東,“一種金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續(xù)制備設備與工藝”,中國發(fā)明專利申請?zhí)枺?00710120355.4,專利申請時間:2007.08.00,專利公開日:2008年3月12日。
北京科技大學
2021-04-11