[发明专利]利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的方法及装置

权利要求书

1.一种利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的方法，其特征在于，所述方法通过向金属熔体中施加具有10⁴-10¹⁰A/m³之间的电流密度梯度的非均匀电场，促使熔体中的非金属夹杂物在该高电流密度梯度的作用下发生定向迁移，从而达到净化金属熔体的目的；

所述非金属夹杂物为氧化铝、氧化镁、硫化钙和稀土氧化物中的任意一种或多种。

2.根据权利要求1所述的利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的方法，其特征在于，所述非金属夹杂物的尺寸范围在0.5-3.5μm之间。

3.根据权利要求1所述的利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的方法，其特征在于，所述非均匀电场具体为：在金属熔体中设置两组电极，通过向电极施加脉冲电流的方式获得非均匀电场；脉冲电流的平均电流密度为10²-10⁶A/m²，脉冲频率为10Hz-50kHz，脉宽为1-500μs，电压为1-36V。

4.根据权利要求3所述的利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的方法，其特征在于，所述脉冲电流的施加时间为5min-24h。

5.根据权利要求3所述的利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的方法，其特征在于，在熔池固定的情况下，通过调整电极的自身参数以及电极插入熔体的位置、角度和深度实现对电流密度梯度的调整。

6.根据权利要求1所述的利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的方法，其特征在于，对所述金属熔体进行净化之前先对所述金属熔体进行加热和保温，以保证所述金属熔体处于净化温度且各位置温度均匀。

7.一种利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的装置，其特征在于，所述装置能够实现如权利要求1-6任一所述的方法；

所述装置包括设于金属熔体内的两组电极，所述两组电极分别与脉冲电源的正、负极连接。

8.根据权利要求7所述的利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的装置，其特征在于，每组所述电极均包括若干棒状电极；所述棒状电极的外周缠绕有金属导线。

9.根据权利要求7所述的利用脉冲电流密度梯度实现金属熔体净化的装置，其特征在于，所述棒状电极为铁棒或石墨棒，所述金属导线为铜导线。