一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置，它包括试样、坩埚、电极、加热炉、脉冲电源、加热装置、绝热材料层、水冷铜套、磁场发生器、热电偶、控温仪、抽真空装置、充气管、减压阀、惰性气瓶、坩埚垫、超声探头、超声控制装置、淬火液、淬火槽、压强表组成。本实用新型专利技术导气管、减压阀与压缩气体瓶连接，导气管与放气阀、进气阀相连，抽真空装置与抽气阀相连。在制备过程中，通过脉冲电流与磁场的交互作用形成电磁振荡对金属液分散，同时，采用超声波分散的方式，可以显著改善金属液的传质作用，从而获得的高性能的偏金合金产品。

A gold alloy device with uniform outer layer and uniform inner layer

The utility model discloses an alloying alloy device for preparing uniform inner layer of outer layer, which includes a sample, a crucible, a crucible, an electrode, a heating furnace, a pulse power supply, a heating device, an adiabatic material layer, a water cooled copper sleeve, a magnetic field generator, a thermocouple, a temperature control instrument, a vacuum pumping device, an inflatable tube, a pressure relief valve, an inert gas cylinder, and a cruciate. The utility model is composed of a pot gasket, an ultrasonic probe, an ultrasonic control device, a quenching solution, a quenching tank and a pressure meter. The utility model is connected with a compressed gas cylinder, and an air guide pipe is connected with the discharge valve and the intake valve, and the vacuum device is connected with the exhaust valve. During the preparation process, the electromagnetic oscillation is dispersed by the interaction of the pulse current and the magnetic field. At the same time, the mass transfer function of the metal liquid can be greatly improved by the ultrasonic dispersion method, thus the high performance gold alloy product can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置
本技术涉及冶金
，具体为一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置。
技术介绍
偏金合金又叫难混溶性合金，常被视为一种金属基复合材料，由于具有特殊的性质被广泛应用在航空航天、交通运输、电器电子等领域。比如Ga-Bi偏金合金具有良好的半导体性能，Cu-Pb和Al-Pb偏紧合金具有比较好的耐摩擦性能；Zn-Bi偏金合金是一种良好的电化学材料。外层单一金属为主内层为均匀的偏金合金同时兼顾两种金属的特性也广泛应用在交通运输、电极材料等领域。但是，由于由于严重的密度差、Bwownian运动以及中后期的两种液滴之间的运动碰撞等作用使得难以在常规的条件下制备出第二相呈细小均匀弥散分布的合金，甚至得到的样品为严重偏析分层的合金组织，这些缺点严重只要了偏金合金的发展应用。目前，国内外学者进行了大量的研究，比如采用机械搅拌、离心旋转法、超声振动等方法，但还是没有完全解决第二相离子的偏析行为，其性能还有待进一步提高。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置，将两种金属加入坩埚中并在磁场下真空环境中加热融化，并施加电流，利用电磁振荡的原理分散金属液，同时在坩埚底部施加超声分散，进一步分散偏金合金，在外层中由于其中一种金属对坩埚亲和力较强，在坩埚边缘比沉积一层，在坩埚中心部位，两种或两种以上金属呈均匀分布的状态，然后进行淬火，获得外层单一内层均匀的偏金合金组织，可操作简单，分散效果好，以克服现有技术的不足。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置，包括加热炉，该加热炉为密封空间，在加热炉下部放置坩埚，试样放置在坩埚内，在坩埚四周设置电极且该电极通过连接线与外部的脉冲电源连通，在坩埚底部设置坩埚垫且该坩埚垫位于加热炉外部，在坩埚垫上设置超声探头且该超声探头与超声控制装置连接，在加热炉正下方设置淬火槽，在淬火槽内填充淬火液且该淬火槽包裹坩埚垫，在加热炉四周设置加热装置，该磁场发生器包裹加热装置，加热装置与外部的控温仪连通，抽真空装置与加热炉内部空间连通，在加热炉底部设置充气管，充气管通过加压阀与惰性气瓶连通使得加热炉中充满惰性气体。前述的一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置中，在电热炉中设置热电偶且该热电偶与控温仪连通。前述的一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置中，在加热装置与磁场发生器之间从内向外一侧设置绝热材料层和水冷铜套，该磁场发生器产生的磁场方向为竖直向上。前述的一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置中，在加热炉上设置压强表。本技术原理：对加热炉抽真空并充惰性气体，加热偏金合金使其熔化，打开脉冲电源，脉冲电流方向与磁场方向垂直，产生电磁振荡对偏金合金熔液分散，同时打开超声装置，对金属液进行超声波分散，其中一种金属由于与坩埚具有较强亲和力沉积在坩埚内层，坩埚中心部分是均匀分散的偏金合金，从而有利于制得合格的偏金合金产品。与现有技术相比较，本实用信息具有显而易见的突出实质性特点和显著进步:（1）采用磁场与电场的交互作用，产生的电磁遮挡效应可以显著改善偏金合金液的传质作用，使其分散比较均匀；（2）在电磁振荡分散偏金合金时，再坩埚底部施加了超声探头，施加了超声场，可以进一步促进金属液的传质作用，可以更有利于获得良好的偏金合金组织；（3）操作简单，分散效果好，提高其成材率和质量。附图说明附图1为本技术的结构示意图；附图2是获得偏金合金结构示意图。具体实施方式本技术实施例：一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置，如附图所示，包括加热炉4，该加热炉为密封空间，在加热炉4下部放置坩埚2，试样1放置在坩埚2内，在坩埚2四周设置电极3且该电极3通过连接线与外部的脉冲电源5连通，在坩埚2底部设置坩埚垫16且该坩埚垫16位于加热炉4外部，在坩埚垫16上设置超声探头17且该超声探头17与超声控制装置18连接，在加热炉4正下方设置淬火槽20，在淬火槽20内填充淬火液19且该淬火槽20包裹坩埚垫16，在加热炉4四周设置加热装置6，该磁场发生器9包裹加热装置6，加热装置6与外部的控温仪11连通，抽真空装置12与加热炉4内部空间连通，在加热炉4底部设置充气管13，充气管13通过加压阀14与惰性气瓶15连通使得加热炉4中充满惰性气体。其中在电热炉4中设置热电偶10且该热电偶10与控温仪11连通，在加热装置6与磁场发生器9之间从内向外一侧设置绝热材料层7和水冷铜套8，该磁场发生器9产生的磁场方向22为竖直向上，在加热炉4上设置压强表21，23表示获得样品的外层金属层结构示意图，24表示获得样品的内层结构示意图，25表示内层中第二相金属颗粒。具体使用时本实施例由包含磁场发生器、加热炉、绝热层、水冷铜套、试样、电极、惰性气体、热电偶、脉冲电源、抽真空装置、惰性气体钢瓶、超声装置组成等组成，将两种偏金合金粉体或者块体加入坩埚中，对加热炉抽真空并充惰性气体，加热偏金合金使其熔化，打开脉冲电源，脉冲电流方向与磁场方向垂直，产生电磁振荡对偏金合金熔液分散，同时打开超声装置，对金属液进行超声波分散，其中一种金属由于与坩埚具有较强亲和力沉积在坩埚内层，坩埚中心部分是均匀分散的偏金合金，然后进行淬火处理，从而有利于制得合格的偏金合金产品。具体操作步骤如下：(a)组装好装置各部件，将偏金合金加入到坩埚中，并将坩埚加入加热炉中并与电极相连。对加热炉抽真空并充入惰性气体。(b)发开磁场发生器和脉冲电源装置，调节好磁场强度和脉冲电源强度，并加热加热炉，是偏金合金组分完全熔化。(c)并打开超声波装置，调节好超声强度。(d)待偏金合金分散好后，将样品放入加热炉下方的淬火溶液中进行淬火处理，清洗好样品烘干后进行分析。上述施加在电极上的用电源可以为幅值恒定的直流电源，可以为占空比和频率可调的脉冲电源，也可以是占空比、频率和周期可反向的直流电源，为电磁振荡过程提供不同特性的电流。磁场发生器可以为永久磁铁采用磁路设计得到的磁场，也可以为电磁铁产生的磁场，还可以为超导磁体，可以是采用Bitter磁体，可以为Bitter磁体和超导磁体等混合磁体提供的磁场，提供的磁感应强度为0.0001-45T。利用本实施例的装置在磁场中进行偏金合金分散试验本实施例偏金合金试样1的成分为：质量分为10wt%的金属铋Bi和90wt%的金属锌Zn，置入容量为50ml的氧化铝坩埚2中。将加热炉4采用抽真空装置12进行抽真空，当气压小于3Pa后，关掉抽真空装置12，采用装有惰性气体的惰性气瓶15通过调节减压阀14进行对加热炉4进行充气保护，加热炉4上放具有压强表2，当加热炉4里压强与外界保持接近平衡，然后打开磁场发生器9和超声控制装置18，调节磁场强度为10T，超声功率为480W，打开加热装置6，以1℃每秒升温到650℃，保温30min，然后打开脉冲电源5，脉冲电流为交变电流，保温5min，然后迅速升起加热炉4，使试样处于炉体下端的淬火槽20中，中，进行原位淬火。然后取出样品1洗涤后进行分析。采用扫描电镜能谱EDS分析，获得外层比较单一的Bi层（质量分数为82.5%），内层为约成分均匀的8.2wt%Bi-Zn偏金合金。对比例1.与实施例上述参数完全相同，区别在于不加磁场和脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置，包括加热炉（4），该加热炉为密封空间，其特征在于：在加热炉（4）下部放置坩埚（2），试样（1）放置在坩埚（2）内，在坩埚（2）四周设置电极（3）且该电极（3）通过连接线与外部的脉冲电源（5）连通，在坩埚（2）底部设置坩埚垫（16）且该坩埚垫（16）位于加热炉（4）外部，在坩埚垫（16）上设置超声探头（17）且该超声探头（17）与超声控制装置（18）连接，在加热炉（4）正下方设置淬火槽（20），在淬火槽（20）内填充淬火液（19）且该淬火槽（20）包裹坩埚垫（16），在加热炉（4）四周设置加热装置（6），该磁场发生器（9）包裹加热装置（6），加热装置（6）与外部的控温仪（11）连通，抽真空装置（12）与加热炉（4）内部空间连通，在加热炉（4）底部设置充气管（13），充气管（13）通过加压阀（14）与惰性气瓶（15）连通使得加热炉（4）中充满惰性气体。

【技术特征摘要】
1.一种制备外层单一内层均匀的偏金合金装置，包括加热炉（4），该加热炉为密封空间，其特征在于：在加热炉（4）下部放置坩埚（2），试样（1）放置在坩埚（2）内，在坩埚（2）四周设置电极（3）且该电极（3）通过连接线与外部的脉冲电源（5）连通，在坩埚（2）底部设置坩埚垫（16）且该坩埚垫（16）位于加热炉（4）外部，在坩埚垫（16）上设置超声探头（17）且该超声探头（17）与超声控制装置（18）连接，在加热炉（4）正下方设置淬火槽（20），在淬火槽（20）内填充淬火液（19）且该淬火槽（20）包裹坩埚垫（16），在加热炉（4）四周设置加热装置（6），该磁场发生器（9）包裹加热装置（6），加热装置（6）与外部的控温仪（11）连通，抽真空装...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙琼，张玉兰，胡素丽，路坊海，罗咏梅，罗勋，伍玉娇，
申请(专利权)人：贵州理工学院，
类型：新型
国别省市：贵州,52