[发明专利]一种藕状多孔金属材料的原位反应析出制备装置及工艺

权利要求书

1.一种藕状多孔金属材料的原位反应析出制备装置的原位反应析出制备工艺，该制备装置的组成包括熔炼部分和设置于所述熔炼部分下端的结晶部分；

熔炼部分包括：导流槽（1）、塞棒（3）、塞棒升降机构（4）、测温系统（5）、炉盖（6）、加热装置（7）、坩埚（8）、炉体（9）和导流管（11）；

结晶部分包括水冷结晶器底座（15），铸模（12）和固定装置（18）；

其中，所述铸模（12）通过所述固定装置（18）安装在所述水冷结晶器底座（15）上，所述水冷结晶器底座（15）一端设有冷却水入口（17），另一端设有冷却水出口（16），所述导流管（11）设置在所述铸模（12）的垂直上方，所述导流管（11）的另一端与安装于所述炉体（9）内的所述坩埚（8）底部联通，所述塞棒（3）置于所述坩埚（8）内，且与所述导流管（11）位于同一轴线上，所述塞棒升降机构（4）与所述塞棒（3）的上端固接，带动所述塞棒（3）上下升降，所述坩埚（8）的四周设有所述加热装置（7），所述炉盖（6）设置在所述坩埚（8）的上端，所述测温系统（5）安装在所述炉盖（6）上，所述导流槽（1）设置所述炉体（9）的顶端，一端与所述坩埚（8）连接；所述铸模（12）材质为不锈钢或陶瓷或石墨；其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：将金属材料置于所述坩埚（8）中，通过塞棒升降机构（4）驱动塞棒（3）将所述坩埚（8）底部的导流管（11）上端紧密接触连接，打开测温系统（5），设定熔炼温度为（1.02～1.31）T_m，启动加热装置（7）对所述坩埚（8）内的金属材料加热，其中，T_m为金属熔点；

步骤2：将混合均匀的含水涂层均匀涂覆在所述铸模（12）的内壁上，并将所述铸模（12）通过固定装置（18）固定在水冷结晶器底座（15）上，所述水冷结晶器底座（15）中的通入冷却水的流量为4～20L/min；

步骤3：当测温系统（5）监测到所述坩埚（8）内的金属液的温度达到设定温度后，通过塞棒升降机构（4）驱动塞棒（3）升起，将坩埚（8）内的金属液通过导流管（11）浇铸到所述铸模（12）中，进行定向凝固，金属液与铸模（12）内壁涂覆的含水涂层中所载有的水分发生反应，生成氢原子并溶入金属液中，在定向凝固时，由于溶解度降低，氢又重新析出，气孔和金属随着凝固的进行不断生长，从而获得藕状金属多孔材料。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤1中为防止金属材料的活泼金属在空气中燃烧，在金属材料上覆盖厚度为10～30mm的覆盖剂。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述含水涂层为水基粘结剂或水基粘结剂与耐火材料粉的混合物；其中，所述耐火材料粉为高熔点陶瓷粉，所述水基粘结剂为有机粘结剂或无机粘结剂。