电磁冷坩埚技术及其应用

电磁冷坩埚技术是1项尖端技术,被广泛用于活泼金属、难熔和特种材料的熔炼和成形。本文介绍了电磁冷坩埚技术的基本原理和优点;探讨了坩埚结构和电源参数对坩埚使用性能的影响,坩埚结构包括坩埚分瓣数、分瓣形状、坩埚质量和开缝宽度,电源参数包括电源频率、电压和电流,以及其它参数如被熔材料的物性、屏蔽罩和感应线圈位置对坩埚磁场的影响。并且综述了电磁冷坩埚技术在国内外的研究和应用领域以及存在的问题,并展望了该技术未来的发展。

熔铝灰铁坩埚的腐蚀与防护

详细论述了熔铝灰铁坩埚的氧化腐蚀、铝液腐蚀及其腐蚀机制 ,介绍了能够提高灰铁坩埚抗高温氧化能力的铸态表面合金化法和能够提高灰铁坩埚抗铝液腐蚀能力的调整成分法与浸渗保护法 ,这些方法通过减少腐蚀由坩埚表面向基体内部发展的各种“通道” ,有效地改善了灰铁坩埚抗腐蚀性能 。

基于自适应陷波的直拉单晶直径跟踪

为抵消单晶生长过程中晶体直径测量信号存在的周期性干扰,提出一种适合晶体直径测量信号的自适应陷波滤波方法。该方法采用抵消低频分量、保留高频分量的思想建立滤波器优化函数,利用一种改进的粒子群优化算法优化该函数获得周期性干扰的逼近信号,并用此逼近信号抵消周期性干扰。实验结果表明,所提出的滤波方法能有效跟踪直拉单晶直径的变化,精度优于常用的滤波方法,所提出的粒子群优化算法能够使滤波器系数较快收敛。

BaZrO_3耐火材料与TiM(M=Fe,Ni)熔体的界面反应

以TiO2作为助熔剂,采用等静压成型技术配合固相烧结技术制备了BaZrO3坩埚,并用制备的BaZrO3坩埚采用真空感应熔炼技术进行了TiM(M=Fe,Ni)熔炼试验。通过对熔炼后的合金铸锭与坩埚的界面区域进行的宏观分析、SEM微观形貌观察、EDS分析,发现熔体对坩埚不造成侵蚀,坩埚材料也不污染熔体,熔体与坩埚内壁之间无明显反应层存在。这将给BaZrO3耐火材料用作坩埚材料的TiFe和TiNi合金的真空感应熔炼工艺提供理论支持。

陶瓷-金属-合金三层复合材料坩埚的液态成形法研究

采用黑刚玉为陶瓷,过共析钢为基体金属,硅铁为合金构成三层复合材料坩埚。目的分别是抵抗铝金属液体的浸蚀,使材料具有一定强度且能抵抗高温气体的氧化。金属粉涂料作用在于连接陶瓷和金属基体,复合材料坩埚经液态成形法一次制成。与目前普遍使用的中硅球铁相比,其抗铝液浸蚀的能力可以提高10倍以上。

熔炼镁及镁合金用坩埚材料化学稳定性的热力学分析

通过建立热力学可能的反应模型,分别计算了高温下镁及镁合金与一些金属氧化物和非氧化物反应的自由能变化,并用自由能判据分析了这些反应发生的可能性。结果表明,非氧化物SiC和ZrB_2对镁及镁合金液具有良好的化学稳定性,可以作为熔炼镁及镁合金的坩埚材料使用,并用实验对这种材料在镁及镁合金液中的化学稳定性进行了验证。

一种T-S模糊模型的自组织辨识算法及应用

提出了一种新的具有自适应学习能力的T-S模糊模型辨识算法。该算法通过使同一条规则的高斯函数的宽度参数彼此相等建立与支持向量机等效的T-S模糊模型,在此基础上,利用模糊聚类算法和支持向量机分别建立前后件辨识模型,并利用一种改进粒子群优化算法优化输出误差函数使前后件参数联合辨识,从而获得T-S模糊模型的结构和参数。仿真结果表明,相比其它方法,文中方法具有较高的逼近精度和较好的泛化能力,由此算法获得的直拉单晶炉热场模型具有0.1171的均方差,完全符合均方差小于0.5的要求。

坩埚设计对多晶硅铸造应力的影响

针对铸造多晶硅凝固膨胀产生的应力引起铸锭开裂的问题,采用自行设计的分体式坩埚作为浇注模进行实验,与普通坩埚进行对比,并对裂纹形成机理进行了分析。结果表明,采用普通坩埚浇注的铸锭产生明显的宏观裂纹,而采用分体式坩埚浇注的铸锭没有裂纹;另外,普通坩埚只能使用一次,分体坩埚可重复使用。

一种生产长寿命熔铝铁埚工艺的研究

针对熔铝铁埚的高温失效特点，用涂敷铸造方法在普通熔铝铁埚表面形成一层抗高温氧化生长的合金化层。

无镍耐热蚀炼镁坩埚

用无Ni耐热蚀坩埚炼制镁锭,提高了镁锭的品级。在850 ℃周期性正常服役条件下,坩埚的使用寿命达1年以上。

抗铝液侵蚀坩埚材料的试验研究

分析不锈钢、球墨铸铁、灰口铸铁、过头析钢等金属材料的组织结构,研究了材料组织结构对抗铝液侵蚀能力的影响,试验得出各种材料抗铝液侵蚀能力比较数据。在此基础上设计陶瓷-金属表面复合材料,讨论了构成陶瓷-金属表面复合材料的方法和工艺,用陶瓷中的Al2O3成分抵抗铝液对母体金属的侵蚀。试验结果证明,该方法可以显著提高材料的抗铝液侵蚀的能力。

熔铝坩埚的选用及处理

本文介绍了铝合金熔炼用坩埚炉申坩埚的分类、选用原则及处理方法等。

无镍耐热蚀炼镁坩埚

用无Ni耐热蚀坩埚炼制镁锭,提高了镁锭的品级。在850℃周期性正常服役条件下,坩埚的使用寿命达一年以上。

石墨坩埚性能的影响因素分析

以鳞片状石墨、碳化硅、硅粉、高岭土为主要原料制备石墨坩埚,研究了石墨坩埚性能的影响因素。结果表明:随着碳化硅含量的增加,试样体积密度增大,气孔率减小,失重率降低,抗氧化性提高;升高氧化温度和延长氧化时间,会使石墨坩埚的失重率增大,降低其抗氧化性;显微组织分析表明,碳化硅含量的增加和烧成温度的上升,都会增强试样的致密性。

水冷坩埚熔炼的电磁悬浮特性

针对水冷坩埚熔炼过程的电磁场计算和悬浮能力优化问题，利用准三维耦合电流算法，就坩埚结构、电磁频率及熔体电物性对悬浮熔炼的影响进行了分析。

铸铁坩锅抗铝融蚀等离子喷涂技术

针对提高化铝用铸铁坩锅抗融蚀寿命的实际问题，选用价格较低、耐高温、抗融蚀性好的 Ａｌ２Ｏ３陶瓷材料作为坩锅内壁的工作层，采用等离子喷涂技术来提高其抗融蚀性。但由于Ａｌ２Ｏ３陶瓷涂层的致密性差、结合强度及抗热震寿命低等缺点，不适宜化铝坩埚在７２０℃长时间加温，且液铝呈搅拌行为的工作条件下使用。本文在Ａｌ２Ｏ３喷涂粉末中加入１３％ ＴｉＯ２，促使涂层的组织结构发生变化，提高了涂层的结合强度，改善了涂层的致密性，同时有效地提高了涂层的抗铝融蚀性能，大大地延长了坩埚的使用寿命。

耐热球铁坩埚的生产

介绍了 RQTSi5 5熔铝坩埚的生产技术，并针对坩埚在使用过程中易出现的氧化生 长及开裂现象，通过合理选择化学成分，加强球化孕育处理等方法，提高了坩埚的使用寿命 ，降低了生产成本。

镁合金回收用坩埚失效原因分析

镁合金回收静置炉坩埚在使用3个-4个月后，坩埚底壁厚减薄严重过早报废，用ICP-AES和金相显微镜对坩埚底物质观察、分析用SPARK发射光谱仪对坩埚中不同深度镁合金液体成分进行分析，结合生产制程分析其失效原因。结果表明，由于沉降作用，在坩埚底部容易形成一层含铝、锰、铁金属间化合物的富铝层，富铝层很容易和坩埚基体发生反应，生成硬脆的金属间化合物；金属问化合物的不断剥落，使得坩埚基体有效壁厚减小很快，最终导致坩埚提前报废。