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专利号: 2022108478001
申请人: 西北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种电磁悬浮材料制备方法,其特征在于,包括:

将合金样品放置在悬浮熔炼线圈中心并对真空腔体依次进行抽真空和充惰性气体操作;将合金样品放入真空腔体,并装载至悬浮熔炼线圈的中心位置,使用真空泵系统将真空室抽真空,然后对所述真空室反充惰性气体至所需气压值;

开启高频感应电流以使所述合金样品悬浮在所述悬浮熔炼线圈中心并对所述合金样品进行悬浮熔炼得到合金样品的悬浮熔体;开启高频感应电源,逐步增加电流,在一定的电流值下使合金样品稳定悬浮于悬浮熔炼线圈中,使合金样品稳定悬浮,持续悬浮并对所述合金样品进行加热使其熔化并使样品处于过热态;

开启行波磁场发生器,对所述悬浮熔体进行电磁搅拌,充入惰性气体使得所述悬浮熔体的过冷度达到设定目标值,得到深过冷熔体;

开启脉冲磁场发生器对所述深过冷熔体触发形核,并在凝固过程中继续施加脉冲磁场细化所述合金样品的凝固组织;

持续充入惰性气体使所述深过冷熔体完全凝固;所述合金样品在电磁悬浮条件下制备;在剩余液相的凝固过程中,继续维持行波磁场与脉冲磁场,通过磁场的复合作用对合金熔体施加电磁搅拌与细化晶粒的作用效果,并在复合动磁场作用时继续通入惰性气体使合金熔体完全凝固;之后开启真空室,取出样品;所述过冷度的范围为0~500K,所述悬浮熔体‑4 ‑7的过热度的范围为100~500K;所述真空腔体的真空度的范围为10 ~10 Pa;所述惰性气体为氩气、氦气或上述两种气体的任意比例混合气体。

2.一种电磁悬浮材料制备系统,其特征在于,所述电磁悬浮材料制备系统应用权利要求1所述的电磁悬浮材料制备方法,所述电磁悬浮材料制备系统包括:真空腔体、悬浮熔炼线圈、高频感应电源、行波磁场发生器、脉冲磁场发生器、行波磁场线圈和脉冲磁场线圈;

所述悬浮熔炼线圈设置在所述真空腔体内;所述真空腔体用于提供合金样品的悬浮熔凝环境;所述悬浮熔炼线圈用于实现所述合金样品的悬浮熔化;所述高频感应电源与所述悬浮熔炼线圈连接;所述行波磁场发生器与所述行波磁场线圈连接;所述脉冲磁场发生器与所述脉冲磁场线圈连接;所述行波磁场线圈和所述脉冲磁场线圈用于为所述合金样品提供动磁场。

3.根据权利要求2所述的电磁悬浮材料制备系统,其特征在于,还包括真空泵系统;所述真空泵系统与所述真空腔体连接;所述真空泵系统用于将所述真空腔体抽真空。

4.根据权利要求2所述的电磁悬浮材料制备系统,其特征在于,还包括红外温度计;所述红外温度计设置在所述真空腔体外;所述红外温度计用于测量所述合金样品的悬浮熔体的温度。

5.根据权利要求2所述的电磁悬浮材料制备系统,其特征在于,还包括多个隔热套;所述隔热套分别设置在所述行波磁场线圈和所述脉冲磁场线圈的外侧。

6.根据权利要求2所述的电磁悬浮材料制备系统,其特征在于,所述行波磁场线圈包括行波磁场第一线圈和行波磁场第二线圈;所述行波磁场第一线圈、所述行波磁场第二线圈和所述悬浮熔炼线圈上的悬浮熔体同轴设置。

7.根据权利要求2所述的电磁悬浮材料制备系统,其特征在于,所述脉冲磁场线圈包括脉冲磁场第一线圈和脉冲磁场第二线圈;所述脉冲磁场第一线圈、所述脉冲磁场第二线圈和所述悬浮熔炼线圈上的悬浮熔体同轴设置。

8.根据权利要求2所述的电磁悬浮材料制备系统,其特征在于,所述行波磁场线圈包括行波磁场第三线圈、行波磁场第四线圈、行波磁场第五线圈、和行波磁场第六线圈;所述脉冲磁场线圈包括脉冲磁场第三线圈、脉冲磁场第四线圈、脉冲磁场第五线圈和脉冲磁场第六线圈;所述行波磁场第三线圈、所述行波磁场第四线圈、所述行波磁场第五线圈、所述行波磁场第六线圈、所述脉冲磁场第三线圈、所述脉冲磁场第四线圈、所述脉冲磁场第五线圈、所述脉冲磁场第六线圈和所述悬浮熔炼线圈上的悬浮熔体同轴设置;所述行波磁场第三线圈、所述脉冲磁场第三线圈、所述行波磁场第四线圈、所述脉冲磁场第四线圈、所述行波磁场第五线圈、所述脉冲磁场第五线圈、所述行波磁场第六线圈和所述脉冲磁场第六线圈依次设置。