[发明专利]微重力与液淬集成的金属液滴凝固方法

权利要求书

1.一种微重力与液淬集成的金属液滴凝固方法，采用微重力凝固装置，该装置包括液淬收集器、支撑架、管体、高频感应加热器、样品安装段、气路控制端、真空泵、实验气氛源和气体流量控制器；其中：管体固定在支撑架上；该管体的上端为样品安装段，下端的管内安放有液淬收集器；样品置于位于所述样品安装段的试管内的底部；在所述管体上套装有加热线圈，并且该加热线圈位于试管的下端，使所述样品位于该加热线圈轴向高度的中部；加热线圈与高频感应加热器连接；所述试管通过气体流量控制器与实验气氛源连通；真空泵和实验气氛源均通过气路控制端分别与所述样品安装段和试管连通；

其特征在于，具体过程是：

步骤1，制备金属样品：

金属是指纯金属或者合金；

所述金属样品的重量为1.5～5g；

步骤2，装样，提供实验所需气氛；

保护气体为惰性气体；实验所需气氛是对安放有试样的管体抽真空至1～10^-2Pa；向管体内充入10⁵Pa的保护气体；重复抽气-充气操作3～6次；

步骤3，金属样品的熔化；

步骤4，金属液滴的微重力快速凝固：

打开实验气氛源，以10～25L/min流量在试管内充保护气体，在保护气体压力作用下，金属样品熔体经该试管底部小孔流出并分散成直径处于微米～毫米级的金属液滴；待试管内金属样品熔体流完后关闭实验气氛源和高频感应加热器；上述的金属液滴中，一部分金属液滴在管体中自由下落过程中快速凝固，另一部分金属液滴自由下落后进入管体底部的收集管，在液态淬火介质中完成快速凝固过程；

所述高频感应加热器的功率为4～25kW；

所述金属液滴在管体中的自由下落高度为0.2～1.5m；

所述管体底部的收集管内淬火介质的液面低于收集管管口30～100mm；所述液态淬火介质是水或淬火油；

步骤5，收集金属快速凝固样品：

打开管体底部密封塞，取出装有快速凝固样品和液态淬火介质的收集管，用滤纸将快速凝固样品从液态淬火介质中过滤分离出来，快速凝固样品尺寸分布范围为3500～50μm。

2.如权利要求1上述微重力与液淬集成的金属液滴凝固方法，其特征在于，熔化金属样品时，高频感应加热器的加热电流从零加大至6～15A，将金属样品加热至熔融态后保温1～5分钟，以使金属样品熔化均匀。