电子束悬浮区域熔炼炉的高压波动分析及对策

对电子束悬浮区域熔炼炉组成部分及工作原理、工作过程、工作特性进行系统介绍,就目前电子束悬浮区域熔炼炉所出现的高压电源输出功率波动原因进行分析。通过对高压电源系统中的关键部件:三相调压器、高压变压器、高压补偿电容、高压二极管硅堆的工作原理进行分析并对其进行测量,从而判断各高压元器件是否工作正常及产生的输出功率波动。最后通过对衰减的电容检测和受损高压二极管元件进行更换使高压电源系统恢复到稳定的输出功率,保证了电子束悬浮区域熔炼炉的正常运行。

电子束悬浮区域熔炼炉上料装夹机构的设计

主要介绍了一种应用于电子束悬浮区域熔炼设备的新型上料装夹机构,对该机构中各零部件的作用和工作原理进行了详细的论述,并分析该机构在电子束悬浮区域熔炼中可以提高熔炼成功率的原因。

电子束熔炼Mo合金提纯效果分析

主要讨论和对比了不同电子束精炼方式对Mo合金提纯效果的影响。实验结果表明,垂熔烧结棒经电子束悬浮区域熔炼后,其杂质元素总和不大于150ug/g,而两次电子束熔炼原料棒经电子束悬浮区域熔炼后,其杂质元素总合不大于50ug/g。

电子束单晶炉放电问题分析及解决办法

针对电子束区难熔金属单晶生长过程中出现的放电问题,分析了其原因,并采取了相应的措施,有效的解决了放电问题。通过对高压灯丝电源系统增加保护措施,防止了放电对电源部件的损坏。根据电子束悬浮区域熔炼法的特点对阳极与电子枪之间的短路现象增加了防护系统,有效的消除了短路带来的不利影响,为制备难熔金属单晶提供了保障条件。

工艺参数对钼-铌合金单晶制备的影响

主要讨论了熔炼室真空度,钼-铌合金原料棒化学成分和尺寸规格,熔炼速度,搅拌速度等对单晶制备的影响。试验结果表明,熔炼室残余压力值低于3.0×10-2Pa时,区熔过程能稳定制备出钼-铌合金单晶。高温真空烧结钼-铌合金烧结条由于C、O等杂质含量过高,区域熔炼时放气严重,极大地破坏了熔炼室高真空而未能直接生长制备出单晶,但经两次电子束熔炼获得的Ф12mm￣Ф17mm原料棒C含量降为63×10-6,O含量仅为14×10-6,区熔时熔炼室真空度较高,能稳定地生长制备出Ф31mm×735mm的大尺寸钼-铌合金单晶,而直径超过Ф18mm或小于Ф11mm原料棒则未能获得钼-铌合金单晶。此外,熔炼速度和搅拌速度也是非常关键的工艺参数。本试验得出,原料棒在熔炼速度为0.4￣4.0mm/min,搅拌速度为1.0～20r/min的条件下能稳定制备出高质量钼-铌合金单晶。

钼铌合金单晶的制备

研究熔炼室真空度、合金原料棒化学成分、熔炼速度、搅拌速度等对铝铌合金单晶制备的影响。结果表明，熔炼室高真空条件，低杂质元素含量（特别是C和O）的两次电子束熔炼／热加工原料棒、合适的熔炼速度0．4～4．0mm/min和旋转速度1．0～40r/min能确保区熔过程稳定，制备出高质量钼铌合金单晶。

大尺寸钼-铌合金单晶的研制

报道了φ31mm×500mm大尺寸定向生长钼-铌合金单晶的研制情况,介绍了原料选用与制备时所必需遵循的原则,论述了坯料直径与生长单晶直径的关系,并分析了所研制的定向生长单晶的晶向偏角、力学性能和组织结构。

高纯难熔金属及其合金单晶的发展

介绍了难熔金属及其合金单晶的制备技术,对电子束悬浮区域熔炼技术和等离子弧熔炼技术进行了比较。电子束悬浮区域熔炼法温度梯度易于控制、材料不受坩埚材料污染,但熔体表面张力对活性杂质和温度梯度敏感性高,所能制备的高纯难熔金属及其单晶材料尺寸规格受到很大限制,且材料内部位错密度较高。等离子弧熔炼法加热源能量密度高,原料规格形式多样,可制备单晶棒材、板材、管材及其他特定形状的单晶铸件,可最大程度地去除杂质元素(尤其是C元素),但设备系统复杂,单晶材料位错密度大。讨论了单晶材料发展现状,通过固溶强化可进一步提高材料的高温性能及其稳定性。单晶管材的制备也是一个发展方向。此外还对单晶材料制备技术和发展前景提出了一些建议。

高纯W-Nb合金单晶的制备及组织性能研究

采用电子束悬浮区域熔炼法生长制备出直径22 mm、长150 mm的W-Nb合金单晶棒材,对单晶的晶向偏离角、化学成分、杂质元素含量、微观组织等进行了分析。分析结果表明,单晶棒材的晶向偏离角小于8°,杂质元素总含量小于200 ppm,单晶棒材直线度较好,表面光亮、无裂纹。

钼和钼-铌单晶的制备及工艺参数的影响

介绍了钼和钼-铌单晶的制备原理、制备工艺及电子束区域熔炼炉组成结构。对熔炼室真空度、聚焦、原料棒化学成分、尺寸规格、熔炼速度,搅拌速度等对单品制备的影响进行了详细分析。

工业射频超导腔用高纯铌锭制备工艺综述

介绍了C、N、H、O和Ta杂质质量分数对金属铌残余电阻率(RRR)的影响关系,认为要获得RRR值大于300的铌锭,C、N、O质量分数需小于20×10^(-6),H质量分数需小于2×10^(-6),Ta质量分数需小于500×10^(-6);对碳热还原法和铝热还原法制备铌坯的工艺进行了比较,认为射频超导腔用高纯铌原料必须以铝热还原法制备。同时,重点介绍了2种精炼铌锭的方式:电子束悬浮区域熔炼有利于制备单晶高纯铌,但由于单晶铌中位错密度较高,因而不易获得高RRR值的高纯铌锭;工业中更常见的熔炼方式为电子束熔炼,并发现熔炼次数越多,N、O、H质量分数越低,但经过2次电子束熔炼后,C质量分数不再降低,而坩埚直径越大,RRR值越大。今后,在工业射频超导腔用铌锭制备方面,越来越倾向于利用电子束熔炼技术获取直径更大、晶粒尺寸也更大的高纯铌锭。

一种控制大尺寸钼铌合金单晶棒材等径生长的方法

本发明提供了一种控制大尺寸钼铌合金单晶棒材等径生长的方法,包括以下步骤:一、选取多晶坯料和单晶籽晶为原料;二、将多晶坯料和单晶籽晶安装在位于电子束悬浮区域熔炼炉熔炼室内的夹持头上,然后调节多晶坯料与单晶籽晶之间的距离,之后进行相对逆向旋转,接着进行熔接处理,将熔接后的多晶坯料和单晶籽晶相对电子枪运动,得到等径生长的大尺寸钼铌合金单晶棒材。利用本发明方法得到的大尺寸钼铌合金单晶棒材,其直径为20~40 mm,长度为100~800 mm,晶体取向与单晶籽晶一致,晶向偏离角不大于3°,杂质元素总浓度不高于70μg/g,直线度不大于1.0 mm/m。

若干难熔金属提纯的新技术

讨论了纯度对难熔金属性能的影响,重点介绍几种最有前景且能有效去除难熔金属内部杂质的提纯方法,包括电子束区域熔炼法和等离子弧熔炼法,并对这些方法进行了分析,提出了一些难熔金属提纯的建议。