Μέθοδος ψύξης μετάλλων σε καταστάσει ρεύστων

Για να βελτιωθεί περαιτέρω ο θερμοκινητικός διαγράδιος στην κατευθυντική απεξάρτηση, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μέθοδο ψύξης με χρήση μετάλλων σε κατάσταση υγρού με βάση τη μέθοδο γρήγορης ψύξης. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί υγρό μέταλλο για τη ψύξη των καστών, δηλαδή τα ανακτικά καστά βρίσκονται μέσα σε υγρό μέταλλο με υψηλότερη θερμική διαφορά, υψηλό σημείο βρασμού και χαμηλό σημείο θάβωσης (χρησιμοποιείται Sn στο κύριο ρεύμα) (δείτε Σχήμα 1(b)) για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της ψύξης. Η μέθοδος ψύξης με χρήση υγρού μετάλλου μπορεί να βελτιώσει την ταχύτητα ψύξης των καστών και τον θερμοκινητικό διαγράδιο της διαφάνειας άλμυρο-υγρό, μέχρι και 200 K/cm, και να διατηρήσει σταθερό θερμοκινητικό διαγράδιο, ώστε ο διαδικαστικός κύκλος της κρυσταλλικής δομής να είναι σταθερός, ώστε να μειωθεί σημαντικά η απόσταση των δενδριτών και να μειωθεί η πιθανότητα διάφορων έλλειψεων στην απεξάρτηση. Ωστόσο, η μέθοδος ψύξης με χρήση υγρού μετάλλου έχει κάποιες περιορισμούς, όπως: το εξοπλισμό που απαιτείται από τη μέθοδο είναι περίπλοκο και δεν είναι αρκετά απλό στην πρακτική λειτουργία. Το μέσο ψύξης Sn είναι επιβλαβές στοιχείο και όταν το καστό βρίσκεται σε υγρό μέταλλο με χαμηλό σημείο θάβωσης όπως το Sn, το υγρό Sn μπορεί εύκολα να διαβάλει και να μολύνει το καστό. Στα τελευταία χρόνια, οι άνθρωποι έχουν βελτιώσει τη διαδικασία από τις πλευρές της παρασκευής φλιβού και έχουν βελτιώσει τις αδυναμίες της μεθόδου ψύξης με χρήση υγρού μετάλλου, η οποία έχει εφαρμοστεί στην παραγωγή μονοκρυσταλλικών κοντάρων τουρβίνας για αεροσκάφη και μεγάλων διαστάσεων μονοκρυσταλλικών κοντάρων τουρβίνας για γεωθερμικά μηχανήματα.

Επιπλέον, συνεχώς εξερευνούνται νέοι τρόποι αύξησης του διαβάθμιου θερμοκρασίας, όπως: τεχνολογία κατευθυνόμενης στερεοποίησης με αεριοκρύανση, τεχνολογία κατευθυνόμενης στερεοποίησης περιορισμένης με ηλεκτρομαγνητική δύναμη, υπερψύχρανση κατευθυνόμενης στερεοποίησης (SDS), λαζερική γρήγορη στερεοποίηση (LRM), τεχνολογία κατευθυνόμενης στερεοποίησης με βρύξιμο κρεβάτιου, δύο-διάστατη τεχνολογία κατευθυνόμενης στερεοποίησης (διδιάστατη στερεοποίηση, BDS), τεχνολογία κατευθυνόμενης στερεοποίησης λεπτών φέρεκ. Ωστόσο, αυτές οι νέες τεχνολογίες είναι ακόμη ανεπαρκείς και δεν έχουν εφαρμοστεί στην κατευθυνόμενη στερεοποίηση των φύλλων αεροσιστών.

Μέθοδος ενισχυμένης ψύξης με ραντεβά μετάλλων

Για να ξεπεράσουμε τα προβλήματα όπως η καταχύθρωση μπορεί να επηρεαστεί από υγρό μέταλλο ψυγείς και οι διαφορετικές καταχύθρωσης εύκολα να σχηματιστούν από τη μέθοδο ψύξης με υγρό μέταλλο, η ομάδα μας έχει αναπτύξει τεχνολογία διευθυνόμενης στερεοποίησης ψύξης με υγρό μέταλλο (LMSC) και έχει αναπτύξει βιομηχανικό εξοπλισμό για διευθυνόμενη στερεοποίηση. Η σχεδιαστική δομή και το σκοπός του καμίνου διευθυνόμενης στερεοποίησης LMSC εμφανίζονται στον Κώδικα 2. Η τεχνολογία LMSC βασίζεται στην τεχνολογία LMC αλλάξαντας τον αρχικό τρόπο ψύξης με την άμεση βυθιστική του φέρεκτρου και της καταχύθρωσης σε υγρό μέταλλο, για τη χρήση ψύξης με υγρό μέταλλο για το φέρεκτρο και την καταχύθρωση. Η τεχνολογία έχει τις χαρακτηριστικές ισχυρής απόδοσης θερμοκρασίας, ομοιόμορφης ψύξης και καλής θερμικής απομόνωσης μεταξύ της ζώνης απομόνωσης και της ζώνης ψύξης. Η τεχνολογία LMSC δεν μόνο διατηρεί τις προνομιακές ικανότητες ψύξης της τεχνολογίας LMC, αλλά και λύνει τα μειονεκτήματα της τεχνολογίας LMC. Εξαιτίας της ελεγχόμενης ροής του υγρού μετάλλου που εκβρέχεται, συνδυασμένη με την ρύθμιση της ταχύτητας αποσύρσης, μπορεί να επιτευχθεί κατακόλουθα κρύσταλλα ή μονοκρύσταλλα με καλή δομή και μικρότερη διάσταση δενδριτών, που μπορεί να μειώσει ή ακόμη και να αποφύγει την παραγωγή στερεοποιητικών ελλείψεων στα υπερμετάλλεια. Η τεχνολογία διευθυνόμενης στερεοποίησης LMSC είναι πολύ σημαντική για την ανάπτυξη και τη βιομηχανική παραγωγή των υπερμετάλλειων.