LMC定向凝固及水冷铜坩埚感应熔炼技术指标

1.极限真空度：5×10-5Pa（冷态）；停泵关机12小时后残余气体压力小于8Pa； 2.设备真空室及主要零部件材质为304不锈钢，工作台架材质为碳钢；设备采用的真空获得系统为分子泵 机械泵泵抽系统，测量采用数显复合真空计； 3.感应加热电源(IGBT)：100KW；模壳（坩埚）外形尺寸：φ6×200mm；φ9×200mm；φ14×200mm；熔炼温度：室温-1700度；设有三组钨铼测温热偶；模壳用户自备； 4.抽拉杆运动速度范围：>3000μm /s；抽拉杆运动速度多段可编程控，实现不同时间段不同移动速度；数显位移计记录抽拉距离，位移显示分辨率：0.001mm；；抽拉杆转动运动速度范围：0-200RPM；三套不同尺寸的抽拉杆：抽拉杆直径分别为φ6, φ9及φ14mm（水冷，并且换装方便）。

定向凝固设备是一种先进的液态成型制备设备，主要功能是制备具有特殊取向的结构材料及功能材料。目前承担材料成型及控制工程系本科生的部分综合实验、毕业论文实验。承担本科生材料科学进展中的定向凝固设备的实体设备认知实验。 2100433B

典型的坩埚结构见图1。

感应壳熔炼(Induction melting)是一种采用水冷分瓣铜坩埚对物料进行真空感应熔炼的方法。铜坩埚分瓣的目的是为了避免导电的坩埚对电磁场产生屏蔽作用；水冷的目的是为了使坩埚壁温度保持在冷态，避免熔池中熔料与坩埚发生物理和化学反应 。

冷坩埚熔炼起始于感应电渣熔炼技术，感应电渣熔炼是20世纪60年代美国为回收钛废料发展起来的技术，该技术采用分瓣水冷铜坩埚对钛合金进行感应熔炼，熔化过程加入盐类，如氟化钙(CaF₂)，在熔体和坩埚瓣之间起绝缘作用。由于盐渣会被带入凝固金属中造成污染。因此一直试图减少渣量，最终发现通过适当地控制坩埚和感应器的参数，可以完全取消绝缘用渣，熔体和坩埚瓣间也不会起弧。开始阶段这种无渣、分瓣水冷铜坩埚感应熔炼技术在熔炼过程中炉底往往形成较大的凝壳，故称之为感应壳熔炼 。