Закалка расплавленным металлом — это металлургический метод морфинга металлов, используемый для формирования металлов с определенной кристаллической структурой посредством чрезвычайно быстрой закалки или охлаждения.
Типичная техника закалки брызгами включает литье расплавленного металла между двумя массивными охлаждаемыми медными роликами, которые постоянно охлаждаются циркулирующей водой. Они обеспечивают почти мгновенную закалку из-за большой площади поверхности, находящейся в тесном контакте с расплавом. Образующийся тонкий лист имеет низкое отношение объема к площади, используемой для охлаждения.
Продукты, которые формируются в ходе этого процесса, имеют кристаллическую структуру, которая является почти аморфной или некристаллической. Они обычно используются из-за их ценных магнитных свойств, в частности, высокой магнитной проницаемости . Это делает их полезными для магнитного экранирования и для сердечников трансформаторов с низкими потерями в электрических сетях .
Процесс закалки брызгами включает в себя быстрое охлаждение или гашение расплавленного металла. Типичная процедура закалки брызгами включает заливку расплавленного металла между двумя охлаждаемыми медными роликами, которые циркулируют с водой для отвода тепла от металла, заставляя его почти мгновенно затвердевать. [1]
Более эффективная техника закалки с помощью брызг — это техника пушки Дувеза и Виллена. Их техника обеспечивает более высокие скорости охлаждения капли металла, поскольку образец движется с высокой скоростью и ударяется о пластину закалочной установки, что приводит к увеличению площади его поверхности, что немедленно приводит к затвердеванию металла. Это позволяет закаливать более широкий спектр металлов и придавать им аморфные свойства вместо обычного железного сплава. [2]
Другая технология включает последовательное распыление расплавленного металла на поверхность химического осаждения из паровой фазы . Однако слои не сплавляются вместе так, как хотелось бы, и это приводит к тому, что оксиды остаются в структуре, а поры образуются вокруг структуры. Производственные компании проявляют интерес к полученным продуктам из-за их возможностей формирования, близких к чистой. [3]
Некоторые изменяющиеся факторы при закалке брызгами включают размер капли и скорость металла, обеспечивая полное затвердевание металла. В случаях, когда объем капли слишком велик или скорость слишком мала, металл не затвердеет после достижения равновесия, что приведет к его повторному расплавлению. [4] Поэтому проводятся эксперименты для определения точного объема и скорости капли, которые обеспечат полное затвердевание определенного металла. [5] Были проанализированы и классифицированы внутренние и внешние факторы, влияющие на способность металлических сплавов к стеклообразованию. [6]
Почти мгновенное закаливание металла приводит к тому, что металл приобретает почти аморфную кристаллическую структуру, что очень нехарактерно для типичного кристалла. Эта структура очень похожа на жидкости, и единственное различие между жидкостями и аморфными твердыми телами заключается в высокой вязкости твердого тела. Твердые тела в целом имеют кристаллическую структуру вместо аморфной, поскольку кристаллическая структура имеет более сильную энергию связи. Твердое тело может иметь нерегулярное расстояние между своими атомами, когда жидкость охлаждается ниже температуры плавления. Причина этого в том, что молекулы не успевают перестроиться в кристаллическую структуру и, следовательно, остаются в жидкоподобной структуре. [7]
Аморфные твердые тела в целом обладают уникальным магнитным свойством из-за их атомного беспорядка, как объяснялось выше. Они являются довольно мягкими металлами, и каждый из них имеет свое собственное специфическое магнитное свойство в зависимости от способа производства. В процессе закалки сплэш металлы очень мягкие и имеют суперпарамагнитные свойства или поведение сдвига полярности, вызванное быстрой и интенсивной передачей тепла. [8]