静磁场下多模式连铸单晶的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了静磁场下多模式连铸单晶的方法及装置，是一种连铸制备单晶的方法及装置。在单晶制备过程中，静磁场的引入对纯金属而言，主要作用在于抑制熔体的流动和温度波动，避免熔体和坩埚接触地方异质形核质点进入金属熔体中，降低形核率的同时保证晶体具有一个稳定的热生长环境。对于凝固过程中存在溶质再分配行为的合金材料，磁场能够降低溶质原子扩散距离，降低固液界面前沿的成分过冷，增加晶粒之间的有效形核距离，抑制熔体中初生相的形核，配合施加的外部热通量，实现熔体中单个晶核的生长。本发明专利技术方法工艺简单，可操作性强，可生产连续制备单晶材料，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料制备，特别涉及磁场下连铸单晶的工艺及装置，应用于单晶材料的制备领域。

技术介绍

0、技术背景

1、目前从熔体中制备金属单晶的方法可分为定向凝固法、区熔法，热型连铸法等。定向凝固法可通过复合内衬移动或炉体移动单向凝固制备单晶，提拉法作为定向凝固法的一种，也常常用于制备单晶。区熔法可通过水平区熔法和悬浮区熔法来制备单晶。定向凝固法和区熔法需要昂贵的单晶生长炉，生产单晶成本高，生产效率低。对于热型连铸法，热型连铸液固相区的流场复杂，温度波动大，导致实际所获的单晶并不是严格意义上的单一晶体，往往是由多晶粒组成的近单晶制品。同时为了尽可能成功获得单晶，现有单晶制备方法往往需要提前准备无缺陷的籽晶。然而，使用籽晶加大了生产单晶的复杂程度。制取某些单晶合金时，由于籽晶取向不容易掌握，往往造成单晶制取失败。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，为了解决现有技术问题，提供一种静磁场下连铸制备单晶的方法及装置，本专利技术基于稳恒静磁场独特的优势，形成一种全新的连铸制备金属及本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种静磁场下多模式连铸单晶的方法，其特征在于：在材料凝固过程中，向单晶生长炉施加稳恒静磁场，抑制熔体内原子间因流动导致的扩散过程，在熔体内部形成单晶形核和生长的稳定环境，从而在静磁场作用下实现定向凝固连铸工艺，从而获得均匀连续的单晶材料制品；所述静磁场下多模式连铸单晶的方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的静磁场下多模式连铸单晶的方法，其特征在于：熔体定向凝固连铸单晶的定向凝固方式采用水平连铸、下引连铸、上引连铸或者任意定向角度倾斜连铸过程；

3.根据权利要求1所述的静磁场下多模式连铸单晶的方法，其特征在于：所述稳恒静磁场为由超导磁体、电磁体和混合磁体中...

【技术特征摘要】

1.一种静磁场下多模式连铸单晶的方法，其特征在于：在材料凝固过程中，向单晶生长炉施加稳恒静磁场，抑制熔体内原子间因流动导致的扩散过程，在熔体内部形成单晶形核和生长的稳定环境，从而在静磁场作用下实现定向凝固连铸工艺，从而获得均匀连续的单晶材料制品；所述静磁场下多模式连铸单晶的方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的静磁场下多模式连铸单晶的方法，其特征在于：熔体定向凝固连铸单晶的定向凝固方式采用水平连铸、下引连铸、上引连铸或者任意定向角度倾斜连铸过程；

3.根据权利要求1所述的静磁场下多模式连铸单晶的方法，其特征在于：所述稳恒静磁场为由超导磁体、电磁体和混合磁体中至少一种磁体施加的稳恒静磁场。

4.根据权利要求1所述的静磁场下多模式连铸单晶的方法，其特征在于：适用于铜、铝、镁、钛、锌、锡、铅、铁、钴、镍中至少一种纯金属或至少两种的合金的制备过程，或者适用于si，ge中至少一种半导体单晶的制备过程。

5.一种基于静磁场下多模式连铸单晶的装置，实施权利要求1所述的静磁场下多模式连铸单晶的方法，其特征在于：所述多模式连铸单晶的装置包括净化组件(10)、加热组件(20)、结晶器组件(30)、单晶产品组件(40)、磁体(50)、加热炉(60)和送料机(70)；

6.根据权利要求5所述的基于静磁场下多模式连铸单晶的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟云波，郑天祥，冯美龙，林文浩，周邦飞，陈子阳，陈苏林，李豪，秦中汉，刘春梅，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：