Общие положения о способах получения конденсированных систем, страница 21

Распыление газом.Этот способ, самый первый из применявшихся с целью быстрого затвердевания порошков, включает в себя распыление струи жидкого металла газовыми струями. Скорость охлаждения при этом в значительной степени зависит от размера капель расплава и вида газа. Например, в случае использования гелия при распылении специального сплава микрокристаллический порошок имеет меньшую величину зерна, нежели при использовании аргона. Причина, по-видимому, заключается в том, что гелий обеспечивает большую скорость охлаждения при распылении по сравнению с аргоном. Особенности процесса газового распыления и параметры его рассмотрены Грантом.

Газо-водяное распыление. С целью дальнейшего увеличения скорости охлаждения мелкого порошка капли расплава, образующиеся в результате распыления газовой струей, охлаждаются в потоках воды, движущейся с большой скоростью. Этот способ позволил получить сплав Cu₆₀Zr₄₀ в виде аморфного порошка с размером частиц < 100 мкм. Средняя скорость охлаждения, оцененная по расстоянию между ветвями вторичных дендритов в кристаллическом порошке из сплава Al-Сu, полученном методом газо-водяного распыления, составляет 10⁵ - 10⁶ К/с. Хотя при данном способе распыления средняя скорость охлаждения обычно выше той, которая достигается в случае распыления газом, максимальный размер отдельных частиц Порошка все еще ограничивается величиной критической скорости охлаждения для данного состава аморфизирующегося сплава.

Распыление в центрифуге.При получении порошка этим способом струя расплавленного металла подается на поверхность вращающегося диска. Образующиеся при соударении струи с диском капли расплава закаливаются в результате конвективного теплообмена с газообразным аргоном или гелием. При истечении расплава в количестве 500 г/с и линейной скорости на поверхности диска 100 м/с образуется порошок с частицами диаметром <200 мкм. Скорость охлаждения, оцененная по расстоянию между ветвями дендритов в кристаллических материалах, в этом случае составляет ~5*10⁵ К/с.

Искровая эрозия.Как метод приготовления мелких частиц искровая эрозия впервые была описана Сведбергом. Процесс состоит в периодически возникающем электрическом разряде между двумя электродами из распыляемого материала, погруженными в диэлектрическую жидкость. В результате искрового разряда происходит локальное плавление или испарение материала электродов с последующим быстрым затвердеванием в окружающей жидкости. Особенности применения этого метода для получения порошков определяются параметрами процесса и выбором диэлектрика, в качестве которого обычно применяют органическую жидкость. Имеются данные о физических свойствах аморфных порошков, приготовленных методом искровой эрозии, в зависимости от условий получения. Высказывается предположение о том, что по величине средней скорости охлаждения этот метод превосходит другие известные методы распыления.

Аморфная проволока, лента, полоса.Аморфные порошки, получаемые методами распыления жидкого металла, имеют определенный разброс по размерам частиц в силу самой природы процесса образования капель расплава. Это распределение частиц по размерам приводит к распределению по скоростям охлаждения, а следовательно и к неоднородности свойств. В противоположность этому производство быстрозакаленных материалов способами, основанными на непрерывном получении продукта из расплава, обеспечивает лучшую геометрическую форму и повышенную однородность скорости закалки.