Splat Quenching - Splat quenching

Das Splat-Quenching ist eine metallurgische Metallmorphing-Technik, die zum Formen von Metallen mit einer bestimmten Kristallstruktur durch extrem schnelles Quenchen oder Abkühlen verwendet wird.

Eine typische Technik zum Abschrecken von Splat besteht darin , geschmolzenes Metall zu gießen, indem es zwischen zwei massive, gekühlte Kupferwalzen gegossen wird, die durch die Zirkulation von Wasser ständig gekühlt werden. Diese sorgen aufgrund der großen Oberfläche in engem Kontakt mit der Schmelze für ein nahezu sofortiges Abschrecken. Die gebildete dünne Folie hat ein geringes Volumenverhältnis relativ zu der zum Abkühlen verwendeten Fläche.

Produkte, die durch diesen Prozess gebildet werden, haben eine Kristallstruktur, die nahezu amorph oder nicht kristallin ist. Sie werden üblicherweise wegen ihrer wertvollen magnetischen Eigenschaften, insbesondere ihrer hohen magnetischen Permeabilität, verwendet . Dies macht sie nützlich für die magnetische Abschirmung und für verlustarme Transformatorkerne in Stromnetzen .

Verfahren

Der Prozess des Splat-Abschreckens beinhaltet ein schnelles Abschrecken oder Abkühlen der Metallschmelze. Ein typisches Verfahren zum Abschrecken des Spritzens besteht darin, das geschmolzene Metall zwischen zwei gekühlte Kupferwalzen zu gießen, die mit Wasser umgewälzt werden, um die Wärme vom Metall wegzuleiten, wodurch es fast augenblicklich erstarrt.

Eine effizientere Splat-Quenching-Technik ist die Waffentechnik von Duwez und Willen. Ihre Technik erzeugt höhere Abkühlungsraten des Metalltröpfchens, da die Probe mit hohen Geschwindigkeiten angetrieben wird und auf eine Quencherplatte trifft, wodurch sich ihre Oberfläche vergrößert, wodurch das Metall sofort verfestigt wird. Dies ermöglicht einen größeren Bereich von Metallen, die abgeschreckt werden können und anstelle der allgemeinen Eisenlegierung amorphe Eigenschaften erhalten.

Eine andere Technik beinhaltet das aufeinanderfolgende Sprühen der Metallschmelze auf eine chemische Gasphasenabscheidungsoberfläche . Die Schichten verschmelzen jedoch nicht wie gewünscht miteinander und dies führt dazu, dass Oxide in der Struktur enthalten sind und sich Poren um die Struktur bilden. Produktionsunternehmen interessieren sich für die resultierenden Produkte aufgrund ihrer netznahen Formungsfähigkeiten.

Unterschiedliche Faktoren

Einige unterschiedliche Faktoren beim Splat-Quenching sind die Tropfengröße und die Geschwindigkeit des Metalls, um die vollständige Verfestigung des Metalls sicherzustellen. In Fällen, in denen das Volumen des Tropfens zu groß oder die Geschwindigkeit zu langsam ist, verfestigt sich das Metall nicht über das Gleichgewicht hinaus, wodurch es erneut schmilzt. Daher werden Experimente durchgeführt, um das genaue Volumen und die Geschwindigkeit des Tröpfchens zu bestimmen, die eine vollständige Verfestigung eines bestimmten Metalls sicherstellen. Intrinsische und extrinsische Faktoren, die die Glasbildungsfähigkeit von Metalllegierungen beeinflussen, wurden analysiert und klassifiziert.

Produkt

Struktur

Das nahezu sofortige Abschrecken des Metalls bewirkt, dass das Metall eine nahezu amorphe Kristallstruktur aufweist, die für einen typischen Kristall sehr untypisch ist. Diese Struktur ist Flüssigkeiten sehr ähnlich, und der einzige Unterschied zwischen Flüssigkeiten und amorphen Feststoffen ist die hohe Viskosität des Feststoffs. Feststoffe haben im Allgemeinen eine kristalline Struktur anstelle einer amorphen Struktur, da die kristalline Struktur eine stärkere Bindungsenergie aufweist. Ein Feststoff kann einen unregelmäßigen Abstand zwischen seinen Atomen aufweisen, wenn eine Flüssigkeit unter ihre Schmelztemperatur abgekühlt wird. Der Grund dafür ist, dass die Moleküle nicht genügend Zeit haben, sich in einer kristallinen Struktur neu zu ordnen, und daher in der flüssigkeitsähnlichen Struktur bleiben.

Magnetische Eigenschaft

Amorphe Feststoffe haben im Allgemeinen aufgrund ihrer atomaren Störung eine einzigartige magnetische Eigenschaft, wie in der Strukturüberschrift erläutert. Sie sind eher weiche Metalle und haben je nach Produktionsmittel ihre eigenen spezifischen magnetischen Eigenschaften. Beim Splat-Quenching-Prozess sind die Metalle sehr weich und haben superparamagnetische Eigenschaften oder ein sich verschiebendes Polaritätsverhalten, das durch die schnelle und intensive Wärmeübertragung verursacht wird.

Siehe auch

Verweise