[发明专利]一种横向磁场定向凝固净化金属中夹杂物的方法

摘要

本发明涉及一种在横向磁场下净化金属中夹杂物的方法。在定向凝固过程中存在Seebeck效应，若施加横向磁场，磁场和电流相互作用产生热电磁力及热电磁流动，此力或这种流动使夹杂物在液相流动作用下偏聚于坩埚一侧。得到夹杂物空间分布变化的定向凝固组织。本发明的工艺方法的要点是整个定向凝固过程在横向静磁场0~1T（特斯拉）下完成，样品采用细长的合金棒，定向凝固中样品向下抽拉的速率为1~100 μm/s，在生长到稳定阶段后，迅速将样品拉入冷却介质中进行淬火，最终得到夹杂物空间分布变化的定向凝固组织。通过物理切割的方法除去夹杂物。

主权项

一种横向磁场定向凝固净化金属中夹杂物的方法，其特征在于该方法的步骤如下：a. 选择含有夹杂物金属原料，利用线切割将原料切成直径为3mm长度为150mm的棒状样品合金并将其封装在内径为3mm的刚玉坩埚中；b. 将常规定向凝固装置放入电磁体中，将刚玉坩埚放置于定向凝固装置的拉杆上，使其能在加热炉中作垂直移动；将样品合金加热融化并保温0.5小时后，开启横向磁场，横向磁场强度为0.01~1T，将样品合金在磁场作用下以固定速率为1~100μm/s向下移动；样品合金的加热炉中心炉温为900℃，温度梯度为68K/cm；基于Seebbeck效应及其在横向磁场下产生的热电磁效应，磁场和热电磁效应产生的热电流相互作用将产生洛伦兹力，即热电磁力，使带电颗粒和枝晶间的液相沿所述热电磁力方向运动和流动，当夹杂物为不导电颗粒时，夹杂物在液相流动作用下偏聚于坩埚一侧；当夹杂物为导电颗粒时，导电夹杂物受到热电磁力作用偏向坩埚一侧；c. 一段时间后，当抽拉系统将所述样品合金抽拉8cm后，将样品合金迅速拉入Ga‑In‑Sn淬火池中进行淬火，得到夹杂物分布随空间改变的金属；d．通过物理切割的方法将夹杂物偏聚部分去除。