[实用新型]一种制造亚稳态合金的装置

说明书

一种制造亚稳态合金的装置，适用于非晶材料制造领域。

金属及合金非晶化是人们在探索新材料领域的创新，随着今后科学技术的发展，设备不断更新，会对许多材料进行非晶化研究和利用。

功能材料中已利用快淬方法制造和研究了多种非晶态材料：如粘结钕铁硼永磁体材料、软磁非晶带材和近年来对储氢合金进行的非晶化研究。

非晶态材料和传统金属晶态材料结构上存在差别，它完全保持了熔融状态结构，而不形成规则排列的晶体晶格，所表现的物理性能也不尽相同。制备非晶态材料的关键在于获得足够的冷却速度：一方面是提高材料的非晶态形成能力，另外，采用新技术获得高的冷却速度。合金比纯金属易形成非晶态，一般的合金形成非晶态材料要10⁶℃/S的冷却速度，纯金属要达到10⁶℃/S的冷却速度，但是金属材料在非晶态转变过程中受到材料本身的限制，并非所有金属及合金都能形成非晶态，其基本条件为：

(1)组元原子半径差超过10％(尺寸效应)，可以构成更紧密的无序堆

   积，更小的流动性；

(2)组成元素的电负性有一定差异(合金化效应)，差异过大易形成

   稳定的化合物，过小不易形成非晶态材料；

(3)一般处于相图上的共晶或包晶点成分附近，因而熔点教低，结构

   复杂；

(4)提高非晶态的玻璃化温度Tg，使合金更容易直接过冷到Tg以下而

   不结晶；

(5)增大熔体的粘度和结构的复杂性，提高原子牵移的激活能，使其

   难于结晶；

(6)降低非均匀形核率。

现有技术中制造非晶材料的方法是将熔融金属或合金喷出，溅在高速旋转的铜辊上(铜辊要不断冷却)，冷却速度可达10⁵-10⁸℃/S，适合于制造非晶带材，但铜辊表面的光洁度和铜辊加工精度要求高，铜辊的同心度要求很严，铜辊的维护及制造费用较高。

气雾化法是通过高速气体冲击金属液流使其分散成为微细液滴，从而实现快速凝固，其冷却速度可达10²-10⁴℃/S，是大规模生产非晶粉末的方法。缺陷是冷却速度较低，形成亚稳态材料相对较难，只能形成粉末，这种方法使用范围受到限制。

本实用新型提供一种制造亚稳态合金的装置，该装置只使用一个铜盘，比铜辊容易加工，能够节约铜材，降低设备成本，适合于制作非规则形状的亚稳态合金。

基于上述发明目的，本实用新型制造亚稳态合金的装置，由铜盘、钢套、收料口等组成，其特点在于：铜盘为园型突台，钢套为一个柱状园环，钢套底部是一个带孔的底盖，所述的铜盘外径等于所述的钢套的内径，铜盘通过过盈配合置于钢套的上部，所述的钢套底盖四周有四个园弧孔，中心有一个园孔，所述园孔于钢套底盖下面的园管相连。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该装置比铜辊法结构简单，比气雾法的冷却速度高，该装置使用一个铜盘，利用旋转的铜盘(同时需要冷却)进行冷却喷出的。它比铜辊容易加工，能够节约铜材，降低设备成本，适合于制作非规则形状的亚稳态合金。

下面结合附图对本实用新型装置作进一步说明。

图1为铜辊法制作亚稳态合金的装置结构示意图。

图2为本实用新型制作亚稳态合金的装置结构示意图。

图3为本实用新型装置底盖A-A向剖视图。

图1、图2、图3中1为感应圈，2为熔融金属及合金，3为喷口，4为铜辊，5为铜盘，6为钢套，7为溢流口，8为冷却液喷头，9为收料口，10为园孔。