Czech 
English 
Korean 
Japanese 
German 
Arabic 
Spanish 
French 
Italian 
Dutch 
Polish 
Portuguese Aplikace keramických taveninových kelímků ve vakuových indukčních pecích: Klíčový nástroj pro tavení slitin a odpařování materiálů
Slitiny se široce používají v armádním, leteckém, jaderné energetice, umělé inteligenci, robotice, automobilovém a lékařském průmyslu díky své vysoké pevnosti, odolnosti proti korozi, vysoké tepelné odolnosti, lehkosti a vynikající odolnosti proti oxidaci. Zemské vzácné prvky hrají klíčovou roli ve slitinách, zejména při zlepšování jejich výkonu. S technologickým pokrokem roste poptávka po tavení slitin a rafinaci vzácných zemin. V tomto procesu se keramické kelímky staly nezbytnými nástroji pro vakuové indukční tavení díky své vynikající odolnosti vůči vysokým teplotám a chemické inertnosti.
Navíc keramické kelímky hrají klíčovou roli při odpařování materiálů. Jejich vysoká tepelná odolnost a odolnost proti korozi je činí široce používanými v procesech, jako je vakuové odpařování a experimenty s vysokoteplotním odpařováním, zejména v aplikacích v oblasti polovodičů, optických povlaků a věd o materiálech. Ať už při tavení slitin nebo odpařování materiálů, keramické kelímky se staly nezbytnými součástmi moderního vysoce kvalitního průmyslového výroby a vědeckého výzkumu.
Při vysokoteplotních, nízkotlakových a dlouhodobých provozních podmínkách mohou refrakterní materiály v kelímkách podléhat rozkladu, rozpouštění nebo chemickým reakcím s aktivními prvky v vysokoteplotních slitinách. Tyto změny mohou ovlivnit čistotu slitiny, což následně ovlivňuje její celkový výkon. Proto je vývoj refrakterních materiálů pro kelímky s vynikající termodynamickou stabilitou a odolností proti korozi vysokoteplotní taveninou klíčový pro zajištění úspěšného tavení vysoce čistých superslitin.
|
Materiál kelímku |
Výhody |
Nevýhody |
Relevantní data |
|
|
Grafit |
Vysoká tepelná odolnost, dobrá tepelná vodivost, snadná výroba, nízká cena |
Způsobuje kontaminaci uhlíkem ve slitinách, reaguje s některými prvky (C, H), což ovlivňuje vlastnosti slitiny |
Povlaky nebo výstelky mohou snížit kontaminaci, ale mají tendenci se odlepit nebo prasknout při vysokých teplotách |
|
|
Kovové kelímky (W, Mo, Ta, atd.) |
Vysoký bod tání, vysoký tlak, vynikající chemická stabilita |
Obtížná výroba, drahé, náchylné na vytváření intermetalických sloučenin, které ovlivňují slitinu |
- |
|
|
Nitridy (AlN) |
Vysoká tepelná vodivost, nízká tepelná roztažnost, dobrá chemická stabilita |
AlN reaguje s Ti a vytváří TiN |
AlN has lower contamination than oxide refractories; Strict control of temperature and pressure is required to achieve the best usage effect. |
|
|
Nitridy (BN) |
PBN crucible is reported to have no significant reaction with the molten metal.( further verification is needed) |
Materiál je drahý |
|
|
|
Oxid hořečnatý (MgO) |
Široce používaný při vakuovém tavení indukce |
Rozkládá se a zavádí kyslík do taveniny, což vede k nadměrnému obsahu kyslíku ve slitině; náchylné k hydrataci, což ovlivňuje odstranění vodíku. |
- |
|
|
Oxid hlinitý (Al2O3) |
Stabilnější než MgO, méně náchylný k rozkladu a hydrataci, vysoký výkon |
Stále zavádí kyslík do taveniny, což ztěžuje kontrolu úrovní O, N a S. Reakce s Ni-slitinami. |
- |
|
|
Oxid zirkoničitý (ZrO2) |
Vysoký bod tání, dobrá chemická stabilita, odolnost proti korozi |
Může být redukován těžkými prvky jako Hf, ovlivňuje slitiny na bázi Ni |
- |
|
|
Ytrium oxid (Y₂O₃) |
High thermodynamic stability, excellent control over H, N, and O, High S removal efficiency,minimal interfacial reaction |
Poor thermal shock resistance, difficult to sinter Weak reaction with Ni-based alloys |
- |
|
|
Oxid vápenatý (CaO) |
Silné desulfurační schopnosti, vynikající pro hydrataci |
Náchylné k hydrataci, ovlivňuje stabilitu |
- |
|
Z porovnání vyplývá, že Y₂O₃ a CaO vykazují nejvyšší termodynamickou stabilitu, zatímco MgO a Al₂O₃ jsou častěji používány v průmyslových aplikacích, přestože mají vyšší rychlosti přenosu kyslíku.
Během skutečného procesu vakuového indukčního tavení superslitin jsou refrakterní materiály vysoce náchylné k navlhčení taveným kovem. Faktory jako vysoké vakuové podmínky, nadměrné přetavení, prodloužený čas držení a elektromagnetické míchání dále zintenzivňují interfázové reakce. Proto je při zajištění kvality slitiny nezbytné pečlivě regulovat parametry tavení, udržovat úroveň vakua, přetavení, čas držení a elektromagnetické míchání v optimálním rozmezí. To pomáhá zmírnit interfázové reakce mezi taveným kovem a refrakterními materiály, čímž se prodlužuje životnost refrakterního materiálu a zlepšuje čistota a celková kvalita slitiny.
Navíc, použitím kompozitních refrakterních materiálů a využitím výhod různých jednotlivých fázových složek je možné vyvinout vakuové indukční tavení kelímků s vynikající odolností vůči tepelným šokům, vysokou pevností, vynikající termodynamickou stabilitou, nižší cenou a vynikajícím celkovým výkonem.
Produkty keramických kelímků společnosti WEIERT CERAMICS jsou hlavně rozděleny do dvou hlavních typů: oxidové kelímky (keramické kelímky z vysoce čistého oxidu hlinitého, vysoce čistého oxidu zirkoničitého a vysoce čistého oxidu hořečnatého) a nitridové kelímky (keramické kelímky z vysoce čistého nitridu hliníku a vysoce čistého nitridu boru). Každý materiál kelímku je navržen tak, aby splňoval specifické pracovní podmínky a požadavky, poskytující přizpůsobená řešení pro zajištění odolnosti proti vysokým teplotám, vysoké čistoty a vynikající chemické stability napříč různými průmyslovými odvětvími. WEIERT CERAMICS se zavazuje dodávat vysoce výkonné a vysoce kvalitní keramické kelímky, které podporují pokročilé výroby a vědecký výzkum.
