DK168592B1 - Fremgangsmåde og apparat til fremstilling af pulver af amorfe partikler af et metallisk eller keramisk stof - Google Patents

Description

• I

DK 168592 B1 i

FREMGANGSMÅDE OG APPARAT TIL FREMSTILLING AF PULVER AF AMORFE PARTIKLER AF ET METALLISK ELLER KERAMISK STOF

Opfindelsen vedrører en fremgangsmåde og et apparat til 5 fremstilling af et pulver af amorfe partikler af et metallisk eller keramisk stof, i en højtryks-autoklave, i hvilken det i flydende form indbragte stof afkøles hurtigt.

Amorfe legeringer, også kaldet metalliske glasser, har væ-10 ret kendt i ca. 20 år. Man forstår derved et ikke krystallisk stivnet fast legeme, der besidder en uordnet struktur, som opnås ved afkøling af en smelte. Derved sker afkølingen med stor hastighed til en temperaturværdi, ved hvilken en krystallisering ikke er mulig.

15 Sådanne amorfe stoffer udviser nye mekaniske, elektriske og kemiske egenskaber, som ikke opnås ved de tilsvarende krystalliserede varianter.

20 Afgørende for fremstillingen af sådanne amorfe stoffer er den høje afkølingshastighed for det smelteflydende materiale. Således kendes en fremgangsmåde, ved hvilken smeltegodset fra en induktivt opvarmet smeltedigel flyder ud på omkredsen af en sig om en vandret akse drejende kobberskive 25 med båndaf s tryger. Det er også muligt at indføre smeltegodset mellem to smalle kobberskiver, der drejer sig om vandrette akser, eller påføre det på skivefladen af en køleskive, der drejer sig om sin lodrette akse. Endelig er det også allerede blevet foreslået at trykke en smelte-30 flydende dråbe i stykker mellem to mod hinanden bevægede kølestempler og dermed afkøle dem hurtigt. De derved opståede tynde småplader af forskellig form findeles så mekanisk for at blive presset og sintret i en form, der svarer til formen på det ønskede arbejdsemne.

Opfindelsens opgave er at angive en fremgangsmåde og et 35 DK 168592 B1 2 apparat, ved hjælp af hvilket der umiddelbart kan fremstilles amorfe pulverartikler med en begrænset partikelstørrelse, som så ikke skal findeles mekanisk, før de kan viderebearbejdes med pulverteknologiens kendte midler.

5

Denne opgave løses med fremgangsmåden ifølge krav 1 henholdsvis apparatet ifølge krav 2.

I det efterfølgende forklares opfindelsen nærmere med et 10 foretrukket udførelseseksempel og ved hjælp af den ene figur, der skematisk viser et apparat ifølge opfindelsen.

Apparatet befinder sig i en højtryks-autoklave 1, som er fyldt med argon med for eksempel 100 bar. I denne autoklave 15 befinder der sig en kuglebeholder 2, med kugler eller anderledes formede råemner af det stof, hvis amorfe pulver skal fremstilles. Kuglebeholderen står via en styret tilførselsspærring 9 i forbindelse med en smeltedigel, som ved hjælp af en højfrekvensinduktionsspole 3 opvarmes til en 20 temperatur, ved hvilken kuglerne smelter. Med et pyrometer 5, som er rettet mod smelten gennem et vindue i smeltedigelen, måles temperaturen og ændres ved behov ved ændring af varmeeffekten fra højfrekvensgeneratoren 10, der føder induktionsviklingen 3. Kugletilførslen reguleres sådan, at 25 væskespejlet til stadighed forbliver omtrent konstant.

Smeltedigelen står via en termisk afskærmet ledning 11 i forbindelse med en sprøjtedyse 7, hvis munding 12 er rettet lodret opad. Smelten presses gennem mundingen 12 enten på grund af højdeforskellen mellem smeltedigelen 4 og 30 dysemundingen 12 eller på grund af et over smelten i digelen 4 herskende gastryk. Samtidig udstødes en inertgas såsom argon gennem de omkring dysemundingen 12 anbragte åbninger i dysen, hvorved dannelse af en fint fordelt tåge af smådråber af smeltesubstansen foran mundingen 12 frem- ' 35 mes.

3 DK 168592 B1

To eller flere lydsendere 6 er rettet mod området foran dysens munding 12 og frembringer ved elektrisk aktivering piesoelektriske småplader et akustisk levitationsfelt i form af et rummeligt inteter fensmønster, ved hjælp af 5 hvilket de fra dysens 7 munding 12 udtrædende smådråber forbliver svævende en tid lang i dette område, indtil de er størknet. Ved hjælp af dette levitationsfelt bliver ikke blot partiklerne svævende, men også gaspartikler i det umiddelbare grænselagsområde omkring de smelteflydende 10 smådråber bliver accelereret, hvad der meget virksomt fjerner varme fra smådråberne. For at denne afkølingsproces kan forløbe så hurtigt som muligt, frembringes en turbulent strømning af en inert kølegas for eksempel argon, ved hjælp af hvilken de størknede partikler slynges ud af 15 levitationsfeltet. En fangtragt, der omgiver dysen 7 og levitationsområdet, udmunder ved sit nederste punkt i en pulverafgangssnegl 8, gennem hvilken det amorfe pulver udtages lige så kontinuerligt, som det fremstilles. Pulveret har en kornstørrelse mellem 20 og 50 pm og egner sig såle-20 des umiddelbart til den pulverteknologiske viderefor arbejdning. Den opnåede afkølingshastighed på ca. 105 Ks'1 er ved de fleste stoffer, der har interesse, tilstrækkelig til at forhindre krystallisering.

Claims (2)

4 DK 168592 B1

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et pulver af amorfe partikler af keramisk eller metallisk stof i en højtryks- 5 autoklave, i hvilken det i smelteflydende form indbragte stof afkøles hurtigt, kendetegnet ved, at stoffet i smelteflydende form presses ud af en dyse i lodret retning opad, at der på området foran dysemundingen indvirker et akustisk levitations felt, og at en inert kø-10 legas i dette område sættes i turbulent strømning, så de af dysen udtrædende smådråber hurtigt afkøles og størkner til småkorn.

2. Apparat til gennemførelse af fremgangsmåden ifølge krav 15 1, kendetegnet ved, at der i autoklaven (1) befinder sig en opvarmet smeltedigel (4), som samvirker med midler (2,9) til tilførsel af råemner af stoffet, at en ledning (11) forbinder smeltedigelen (4) med en sprøjtedyse (7), hvis munding (12) er rettet opad, at en levi-20 tat ionslydsender (6) er således anbragt, at den frembringer et levitations lydfelt i området foran dysemundingen, og at der findes midler til indblæsning af en inert kølegas i dette område, ved hjælp af hvilke der opstår en turbulent gasstrømning.