[發明專利]多模式激發的深過冷定向凝固裝置及方法

有效

• 申請號: 202010280826.3
• 申請日: 2020-04-10
• 公開（公告）號: CN111299553B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 阮瑩;李星吾;魏炳波
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B22D27/04
• 分類號: B22D27/04;C22C1/02;C22C1/06;C22C33/04;C21C7/076
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種多模式激發的深過冷定向凝固裝置，其特征在于，其包括：

反應爐，所述反應爐內形成有密封腔室；

熔煉裝置，所述熔煉裝置包括坩堝和加熱機構，所述坩堝設置于所述密封腔室內且用于容置合金材料，所述加熱機構用于對所述坩堝內的合金材料進行熱熔；

加料裝置，所述加料裝置用于在熱熔過程中向所述坩堝內添加凈化劑；

激發裝置，所述激發裝置設置于所述密封腔室內且所述激發裝置包括能夠填充液態金屬的激發室、包裹于所述激發室外的水冷環層和與所述激發室連通的液位控制器，所述液位控制器用于控制所述激發室內液態金屬的液位；

抽拉桿，所述抽拉桿從外部貫穿所述激發室且能夠在所述激發室內移動，所述抽拉桿的上端與所述坩堝的底部連接；

抽拉裝置，所述抽拉桿的下端與所述抽拉裝置連接，且所述抽拉裝置能夠通過所述抽拉桿以預定速度范圍將所述坩堝的至少一部分拉入所述激發室內；

所述將坩堝的至少一部分拉入所述激發室內的模式包括：

點激發模式：坩堝的底面進入激發室內且坩堝的底面上的盲孔內填充有液態金屬；

面激發模式：坩堝的底面進入激發室內且坩堝的底面接觸液態金屬；

體激發模式：坩堝的底面和部分側面進入激發室內且坩堝的底面和部分側面均接觸液態金屬。

2.如權利要求1所述的多模式激發的深過冷定向凝固裝置，其特征在于：所述深過冷定向凝固裝置還包括：

水冷機，所述水冷機用于對所述反應爐內的水冷夾層、所述加熱機構和所述水冷環層進行水冷；

真空泵，所述真空泵用于對所述密封腔室進行抽真空；

實驗氣氛源，所述實驗氣氛源用于向所述密封腔室內充入實驗所需保護性氣體。

3.如權利要求2所述的多模式激發的深過冷定向凝固裝置，其特征在于：所述加熱機構包括套設于所述坩堝外的電導體加熱套以及套設于所述坩堝外的高頻感應線圈；所述高頻感應線圈能夠產生渦旋電磁場使所述電導體加熱套制熱；所述水冷機用于對所述高頻感應線圈進行水冷；所述高頻感應線圈由形成有空芯通道的紫銅管繞制而成，所述空芯通道與所述水冷機通過管道連通。

4.如權利要求1-3中任一項所述的多模式激發的深過冷定向凝固裝置，其特征在于：所述抽拉桿的上端與所述坩堝的底部之間通過多根支撐柱連接；

和/或，所述坩堝的底部設置有至少一個盲孔。

5.如權利要求1-3中任一項所述的多模式激發的深過冷定向凝固裝置，其特征在于：所述抽拉裝置包括支撐架、設置于所述支撐架上的驅動機構、由驅動機構驅動旋轉的絲桿和套設于所述絲桿上的絲桿螺母，所述絲桿螺母與所述抽拉桿的底部固定連接；

所述激發室的頂部設置有導向套，所述激發室的底部與所述抽拉桿之間設置有密封導向套；

所述密封導向套的內壁上設置有凸塊，所述抽拉桿上設置有與所述凸塊適配的凹槽，所述凹槽沿所述抽拉桿的軸向延伸。

6.如權利要求1-3中任一項所述的多模式激發的深過冷定向凝固裝置，其特征在于：所述加料裝置包括螺桿和加料勺，所述螺桿從外部貫穿所述反應爐的爐壁而伸入所述密封腔室內，所述螺桿能夠相對于所述爐壁進行軸向旋轉，所述加料勺設置于所述螺桿的位于所述密封腔室內的一端；

和/或，所述深過冷定向凝固裝置還包括測溫儀，所述反應爐上設置有透明觀察窗，所述測溫儀對應所述透明觀察窗設置。