金屬玻璃包覆金屬絲復(fù)合材料的連續(xù)制備設(shè)備與工藝
金屬玻璃(又稱非晶合金)是指在固態(tài)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(nèi)保持這種狀態(tài)相對穩(wěn)定的金屬合金。近十幾年來,塊體金屬玻璃的發(fā)展更是其發(fā)展過程的一個里程碑,使得金屬玻璃作為結(jié)構(gòu)材料成為可能。 與傳統(tǒng)晶體材料相比,塊體金屬玻璃很高的強(qiáng)度、大的彈性極限(2%~3%)及良好的耐腐蝕性等突出優(yōu)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(yī)學(xué)及國防等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本項目開發(fā)了一種短流程、適合于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)、并能獲得完全清潔復(fù)合界面的金屬玻璃包覆金屬絲復(fù)合材料的連續(xù)制備設(shè)備與工藝。 設(shè)備構(gòu)成為,由真空系統(tǒng)、預(yù)熱系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、牽引機(jī)構(gòu)組成。牽引機(jī)構(gòu)上下各有一個導(dǎo)輪,兩導(dǎo)輪豎直方向相切,且下部導(dǎo)輪與電機(jī)相連,可以將制備的絲直接纏繞起來,實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn);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(nèi)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(jī)構(gòu)由電機(jī)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(qū)后通過冷卻介質(zhì)快速冷卻形成金屬玻璃,最終獲得具有較高強(qiáng)度與延伸率的金屬玻璃包覆金屬絲復(fù)合材料。 技術(shù)特點:金屬絲可以選用具有較高熔點及較高強(qiáng)度的鎢絲,金屬玻璃合金可以選用具有較強(qiáng)玻璃形成能力及較好力學(xué)性能的鋯基合金體系。電機(jī)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(fù)合材料的連續(xù)制備設(shè)備與工藝”,中國發(fā)明專利申請?zhí)枺?00710120355.4,專利申請時間:2007.08.00,專利公開日:2008年3月12日。
北京科技大學(xué)
2021-04-11