[發明專利]一種化學成分含量不斷變化的合金樣品高通量制備方法

在審

• 申請號: 201811032016.5
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109371264A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 李靜媛;祁明凡;陳雨來;洪慧平;謝建新
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C21/10;C22C23/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種化學成分含量不斷變化的合金樣品高通量制備方法，其特征在于，該方法將坩堝以陣列形式排布在坩堝放置平臺預先設計好的位置，并在各坩堝正上方安置漏斗狀進料器，將實驗所需的各種高純金屬粉末/顆粒放入獨立存料器中，利用PLC控制程序控制下料時各存料器的運動路徑和運動速度，通過存料器出料口尺寸(出料口尺寸決定粉末/顆粒單位時間體積流量)的選擇和下料時運動速度的控制來調整進入坩堝內每種金屬粉末/顆粒的含量，從而實現各坩堝內合金化學成分含量的連續變化；配料完成后對熔化腔體抽真空并通入保護氣體，接著對陣列坩堝內的金屬粉末/顆粒進行熔化；待熔體成分均勻，停止加熱并通氣冷卻合金樣品，凝固后取出以備后續表征使用。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

步驟1：將選定好坩堝(5)，將選定好的坩堝(5)按照所需數量以陣列形式排布在坩堝放置平臺(6)預先設計好的位置；

步驟2：按照設計合金組元數目和化學成分含量變化范圍，將實驗所需的各種高純金屬粉末/顆粒(10)分別放入獨立的存料器(1)中；

步驟3：在主控電腦(14)上根據坩堝(5)布置方式預設各存料器(1)的運動路徑和時運動速度，通過漏斗狀進料器(2)將金屬粉末/顆粒(10)導入到坩堝(5)內，實現各坩堝(5)內合金化學成分含量的連續變化；

步驟4：配料完成后，密封熔化腔體(4)，加熱熔化前，對腔體(4)進行抽真空并通入保護氣體，接著開啟電磁感應加熱器(7)對坩堝(5)進行加熱，將坩堝(5)內的合金進行熔化；

步驟5：熔體成分均勻后停止加熱，待合金冷卻凝固后取出樣品，通過表征分析優化和篩選所需的合金成分。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟3中X顆粒/粉末(10)進入第n個坩堝(5)時存料器(1)運動速度的計算公式為：

v_Xn＝d_XnV_X/V_Xn，

式中，V_X為存料器中的X顆粒/粉末移動過程中單位時間下料體積，V_Xn為第n個坩堝所需X顆粒/粉末的體積，d_Xn為X顆粒/粉末進入第n個坩堝所對應的存料器移動路徑長度。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟3中進入各個坩堝(5)內的各種金屬粉末/顆粒(10)體積之和相等,即滿足：V_Ad_A1/v_A1+V_Bd_B1/v_B1+V_Cd_C1/v_C1+……+V_Xd_X1/v_X1＝V_Ad_A2/v_A2+V_Bd_B2/v_B2+V_Cd_C2/v_C2+……+V_Xd_X2/v_X2＝V_Ad_An/v_An+V_Bd_Bn/v_Bn+V_Cd_Cn/v_Cn+……+V_Xd_Xn/v_Xn(n≥2)。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟2中每個存料器(1)中存放一種金屬粉末/顆粒。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述存料器(1)數量為至少2個。