שיטה של רדיד מתכת

כדי לשפר את הגרדיאנט הטמפרטורי בה-solidification כיוונית, חוקרים פיתחו שיטת תקרור מים נוזלים המבוססת על שיטת התקרור מהירה. בשיטה זו משתמשים במים נוזלים לתקרור יציקות, כלומר, היציקות שהוצאו טובלות במים נוזלים בעלי תרמליות גבוהה, נקודת רתיחה גבוהה ונקודת קרישום נמוכה (Sn הוא העיקרי首付ใช้) (ראה ציור 1(b)) כדי להגביר את אפקט התקרור. שיטת תקרור מים נוזלים יכולה לשפר את קצב התקרור של היציקות ואת הגרדיאנט הטמפרטורי של הפנים בין החומר הקפוא לחומר הנוזל, עד ל-200 K/cm, ולהחזיק בגרדיאנט טמפרטורה יציב, כך שהתהליך הקריסטליזציה יהיה יציב, מה שמאפשר להפחית באופן משמעותי את המרחק הדנדריטי וההסתברות של מגוון חסרונות solidification. עם זאת, גם יש למתודת תקרור מים נוזלים מספר הגבלות, כמו: הציוד הנדרש למתודה מורכב ולא פשוט מספיק בפעולה מעשית; תיכונת התקרור Sn הוא יסוד מזיק, וכשהיציקה טבועה במים נוזלים בעלי נקודת קרישום נמוכה כמו Sn, נוזל Sn קל חדר ולצאת וללכלך את היציקה. בשנים האחרונות, אנשים אופטו את התהליך מזויות הכנת קליפה, ושיפרו את חסרונות מתודת תקרור מים נוזלים, אשר כבר הופקדו לייצור בליטי קריסטל יחיד עבור מנועי אוויר ובליטי קריסטל יחיד בגודל גדול עבור גז טורבינות קרקע.

בנוסף, מתבצעת חקירה מתמדת של דרכים חדשות להגדלת הפרש הטמפרטורה, כמו: טכנולוגיית יציקת גז מקרר, טכנולוגיית התверדות כיוונית עם הגבלת אלקטרומגנטית, תהליך התверדות כיוונית בתמפרטורה נמוכה במיוחד (SDS), התверדות מהירה באור לייזר (LRM), טכנולוגיית קירור בזרם מימן המטיל קירור כיווני, טכנולוגיית התверדות כיוונית דו-ממדית (התверדות דו-כיוונית, BDS), וטכנולוגיית התверדות כיוונית ליציקת קליפות דקות. עם זאת, הטכנולוגיות החדשות הללו עדיין לא מוכנות לחלוטין ולא הופעלו בהתקנת התверדות כיוונית של פלחי גז טורביין.

שיטת קירור מוגבר באמצעות ריסוס מתכת נוזלית

כדי להתגבר על הבעיות כמו שההטמעה עלולה להידבק בשימוש בקרן מתכת נוזלית ובכך ליצור חסרונות בהטמעה בקלות באמצעות שיטת קירור מתכת נוזלית, קבוצת המחקר שלנו פיתחה את טכנולוגיית הקירור המוטמע של啧ניצוץ (LMSC) והחלה לפתח ציוד מכוון תעשייתי. מבנה העיצוב והמטרה של תנור הקירור המכוון LMSC מוצגים בתרשים 2. טכנולוגיית LMSC מבוססת על טכנולוגיית LMC מהדרך המקורית של הטמיעה ישירה של קליפה וההטמעה בתוך המתכת הנוזלת לקרור, לשימוש במתכת נוזלית למשחת קרור של הקליפה וההטמעה. הטכנולוגיה מאופיינת בכוח קרור חזק, קרור אחיד וקירור טוב בין אזור החימום לאזור הקרור. טכנולוגיית LMSC לא רק שומרת על יתרונותיה של טכנולוגיית LMC עם יכולת קרור חזקה, אלא גם פותרת את חסרונותיה של טכנולוגיית LMC. בגלל שהזרם של המתכת הנוזלת שנפוצה הוא תואם, יחד עם התאמת מהירות ההוצאה, ניתן להשיג קריסטלים עמודתיים או קריסטל יחיד עם מבנה טוב יותר ומרווח דנדריטי קטן יותר, מה שיכולים להפחית או אפילו להמנע מהיווצרותם של חסרונות קירור בסופר-אלויים. טכנולוגיית הקירור המכוון LMSC חשובה מאוד לפיתוח וליצור התעשייתי של סופר-אלויים.