金屬玻璃(又稱非晶合金)是指在固態下原子排列具有短程有序而長程無序,并在一定溫度范圍內保持這種狀態相對穩定的金屬合金。近十幾年來,塊體金屬玻璃的發展更是其發展過程的一個里程碑,使得金屬玻璃作為結構材料成為可能。 與傳統晶體材料相比,塊體金屬玻璃很高的強度、大的彈性極限(2%~3%)及良好的耐腐蝕性等突出優點。正是由于其獨特性能,使得塊體金屬玻璃在體育用品、電子、醫學及國防等領域得到了越來越廣泛的應用。
本項目開發了一種短流程、適合于大規模工業生產、并能獲得完全清潔復合界面的金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續制備設備與工藝。
設備構成為,由真空系統、預熱系統、加熱系統、冷卻系統、牽引機構組成。牽引機構上下各有一個導輪,兩導輪豎直方向相切,且下部導輪與電機相連,可以將制備的絲直接纏繞起來,實現連續生產;冷卻裝置緊置于坩堝下部,保證包覆的合金液快速凝固形成金屬玻璃。
工藝過程為:將按照名義成分配好的合金先用電弧爐熔煉成均勻的母合金,然后將母合金和金屬絲裝在底部帶有小孔的坩堝中,金屬絲一端自內而外穿過坩堝的小孔,在加熱爐中重熔母合金并保溫,然后通過牽引機構由電機帶動下拉浸漬在熔體中的金屬絲,使其表面均勻浸漬一層合金液,在穿過加熱區后通過冷卻介質快速冷卻形成金屬玻璃,最終獲得具有較高強度與延伸率的金屬玻璃包覆金屬絲復合材料。
技術特點:金屬絲可以選用具有較高熔點及較高強度的鎢絲,金屬玻璃合金可以選用具有較強玻璃形成能力及較好力學性能的鋯基合金體系。電機牽引拉絲速率為1-5mm/min,冷卻裝置的冷卻速率為所吹氬氣流速1-5m/s。
已申請專利:張勇,陳曉華,陳國良,張興超,王自東,“一種金屬玻璃包覆金屬絲復合材料的連續制備設備與工藝”,中國發明專利申請號:200710120355.4,專利申請時間:2007.08.00,專利公開日:2008年3月12日。
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