[发明专利]静电悬浮条件下高温及难熔合金球形单晶的生长方法

权利要求书

1.一种静电悬浮条件下高温及难熔合金球形单晶的生长方法，其特征在于：采用静电悬浮技术实现高温及难熔合金球形单晶的快速生长；所述单晶为W-Ta合金球形单晶，具体步骤如下：

步骤1：将金属原料按要制备单晶的比例混合，利用超高真空电弧熔炼技术制备母合金样品；

步骤2：将母合金置于悬浮静电场中，采用PID方法调整控制参数实现母合金的稳定悬浮；所述静电悬浮的悬浮电极条件为：上电极采用直径为10～20mm的半球电极；下电极采用为直径15～60mm，高度5～30mm的圆柱体；所述上电极和下电极直径之比介于1:1.5～1:3之间，上下电极间距5～10mm；

步骤3：根据母合金尺寸，采用PID方法确定温度控制激光器的加热功率参数，使熔体达到温度平衡状态，保证熔体温度的均匀分布；所述熔体温度控制精度为±10K；

步骤4：在静电悬浮条件下，控制熔体过冷度实现在不同过冷度下的快速凝固；所述熔体过冷度控制范围为400～600K；

步骤5：在静电悬浮条件下，直接关闭加热激光或降低激光功率实现熔体在不同冷却速率下的快速凝固；所述冷却速率控制范围为200～1000K/s。

2.根据权利要求1所述静电悬浮条件下高温及难熔合金球形单晶的生长方法，其特征在于：所述金属原料采用由Alfa Aesar公司提供的纯度超过99.95％的W和Ta金属原料。