单晶连铸技术研究

利用自制的小型单晶连铸设备，成功的制造出直径８ｍｍ长８－１０ｍ的单晶Ａｌ线材，该技术的关键是用一个加热铸型和一个与之分离的冷却器代替传统连铸中的水冷结昌器，使加热铸型内壁温度保持在熔点以上某一温度，避免型壁形核，同时在冷却器与铸型出口之间造成一个个轴向温度的温度梯度，形成定向凝固条件，铸锭在离开铸型出口后的一个小段距离内，表面仍呈液体状态，凝固后的铸锭表面光滑，呈镜面状态，故该技术属于一种Ｎｅａｒ     

固液界面与单晶连铸表面质量

本文研究固液界面对单晶连铸表面质量的影响,结果表明,形成中心向液体中凸出形状的固液界面,且保证铸锭表面在离开铸型之后自由凝固是获得高的表面质量的必要条件。     

铝单晶线材连续铸造工艺及其性能

单晶连铸技术是一项新型的ｎｅａｒ－ｎｅｔ－ｓｈａｐｅ生产技术，它将先进的定向凝固技术与高效的连续铸造技术相结合可连续制造无限长的，表面呈镜面状态，内部无缩孔，气孔等铸造缺陷的单晶金属型材。     

单晶连铸凝固过程中的组织演化

单晶连铸是一项新型金属型材制造技术。单晶组织的演化是在引晶初期通过晶粒的竞争生长机制完成的,晶粒的竞争生长过程依赖由传热条件决定的固液界面形状。本文观察了工业纯铝单晶连铸引晶初期的组织演化过程,并通过液淬观察了宏观固液界面形状与单晶演化速度的几何模型,讨论了铸锭尺寸,连铸速度及固液界面形状因子对单晶演化速度的影响。研究表明,铸锭尺寸越大,完成单晶演化所需时间越长,提高连铸牵引速度和界面形状因子,有     

定向凝固和单晶铸造技术的新进展（一）

前言 定向凝固和单晶技术进入航空制造工业以来,已有二十年的历史,为提高航空燃气涡轮发动机涡轮叶片的性能和寿命作出过巨大的贡献。现在,这种工艺技术与先进的熔模铸造工艺的发展相结合,已经十分普遍而且大量地用来生产较先进的航空和地面燃气涡轮工作叶片和导向叶片。我国也已开始小批量生产定向叶片。有人称涡轮叶片的80年代是定向叶片的年代,90年代则是单晶叶片的年代。图1为英国R.R公司的单晶叶片(带螺旋引晶器)。据报导,美国P＆W公司的PWA1480单晶叶片在1982年投入航线,服役于波音767和空中公共汽车A310的     

定向凝固和单晶铸造技术的新进展（二）

壳型材料 浇注定向凝固叶片用的壳型要具有比普通精铸壳型高的性能。因为它要在高达1550℃的温度下长时间工作,承受熔融金属的冲击和侵蚀,故要求壳型应具有高的高温强度、良好的退让性、足够的尺寸稳定性和化学稳定性,此外,还要求壳型的内表面有足够的光洁度。 现用的定向凝固壳型有两种,一种是用硅酸乙酯浆料,另一种是水基氧化硅浆料,壳型焙烧温度一般都在1000℃以下。研究指出,过高的焙烧温度,将使过量的方     

液态金属冷却定向凝固/单晶炉的现状与展望

首先介绍了液态金属冷却（LMC）定向凝固/单晶炉的主流形式、技术特点及使用现状,然后讨论了以Sn与Al作为介质的LMC定向凝固设备的发展情况,最后对比分析了Sn冷与Al冷定向凝固设备的发展前景。     

单晶叶片高强度薄壁壳型研究

研制成一定定向凝固及单昌叶片用高强度薄壁壳型，壁 厚３－６ｍｍ，壳型工作温度１６００℃。浆料中添加Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ矿化剂可提高壳型的高温强度，通过调节浆料流变性可使厚不均匀得到改善。     

DD3单晶合金的真空感应熔炼

ＭＣ碳化物、氧化物夹和显微疏松在单晶合金中是蠕变、疲劳裂纹的起源和扩展通道。为了减少ＭＣ碳化物、氧化夹杂和显微疏松的危害，ＤＤ３合金规定：Ｃ≤０．０１０ｗｔ％，最好＜０．００６ｗｔ％，［Ｏ］≤０．００１０ｗｔ％，［Ｎ］≤０．００１２ｗｔ％。合金中脱碳、氧、氮、硫都是通过真空下的Ｃ－Ｏ沸腾反应来完成的。本文采用严格控制碳量和工艺技术的改进等措施，找到了获得Ｃ达６０ｐｐｍ ，Ｎ２达３ｐｐｍ，Ｏ２达５ｐ     

钢铁连铸用铜合金结晶器

结晶器是钢铁连铸设备的重要部件，其用途是把浇注的钢水成形并生成足够厚度的凝壳，防止铸锭带移向２次冷却带时跑钢。以往，结晶器是选择导热性良好的脱氧铜制作的。实践表明，脱氧铜结晶器在使用中易变形和磨损，寿命很短。因此，研制、开发新型铜合金结晶器材料，便成为钢铁连铸工程中的重要课题。本文综合性地介绍了这方面的发展。     

数值模拟在单晶高温合金熔模铸造中的应用

由于单晶高温合金消除了晶界这一高温薄弱结构,已成为航空发动机首选的热端部件材料。为了满足航空发动机对推重比和涡轮燃气温度的更高需求,新型单晶高温合金中添加了越来越多的Re、Ru等难熔元素,致使单晶制备过程中缺陷形成倾向显著提高,研制周期和研制成本明显增加,严重限制了单晶高温合金的产业化应用。近年来,随着计算方法和熔模铸造技术的发展,数值模拟在单晶高温合金制备领域中得到了越来越广泛的应用,已成为减少单晶铸造缺陷,获得高质量单晶铸件的重要手段。以商用铸造模拟软件Procast为例,对单晶高温合金定向凝固过程的温度场分布和组织演化进行了分析,综述了数值模拟在单晶熔模铸造研究中的应用现状。首先,介绍了数值模拟中的前处理过程,即几何建模、网格划分等,强调了前处理过程的注意事项。随后,根据已有文献,分析了数值模拟技术在研究温度场和晶粒组织演化过程的作用。最后,指出数值模拟技术在单晶高温合金熔模铸造领域进一步发展需要解决的问题。     

日开发出用于功率元件的SiC单晶生长技术

住友金属工业综合技术研究所在全球首次开发出从Si（硅）Ti（钛）等金属组成的高温熔液中制备SiC（碳化硅）单晶的熔液生长法，生长速度已接近实用水平。     

外尔半金属TaAs单晶的研究进展

外尔半金属是当两个自旋非简并能带在三维动量空间通过费米能级附近时,其低能准粒子激发具有外尔费米子的所有特征的一类材料体系。外尔费米子是狄拉克方程的无质量解,可以看作是在三维空间一对重叠在一起且具有相反手性的粒子。TaAs单晶作为一种非磁性的外尔半金属,在其中能够观测到外尔费米子,并产生许多奇异的物理现象,如费米弧、负磁阻效应、量子反常霍尔效应等,使其在发展新型电子器件和拓扑量子计算等领域有着重要应用潜力。介绍了外尔半金属的相关基础理论和重要实验,重点探讨了TaAs单晶生长相关的技术问题,分析了化学气相传输法的优缺点。     

单晶炉真空系统的除尘技术

本文介绍除尘器在真空系统中的作用,除尘机理及过程,详尽阐述单晶炉真空系统的除尘技术。     

LEC技术生长3inch掺Si GaAs单晶的研究

采用高压ＬＥＣ工艺生长３ｉｎｃｋ掺Ｓｉ ＧａＡｓ单晶,掺杂浓度大于１＊１０＾１８／ｃｍ＾３,晶体位错密度小于１＊１０＾４／ｃｍ＾２。实验发现,采用ＰＢＮ坩埚和使用水含量较高的氧化硼做覆盖剂,固液交界面处均会产生浮渣,造成无法引晶。而实际掺杂量应为理论计算值的４倍以上。     

BFe10-1-1合金空心管坯电磁连铸

采用在水平连铸过程中施加旋转电磁场的方法制备了薄壁BFe10-1-1白铜管坯。考察了电磁场对管坯表面质量、凝固组织和力学性能的影响。结果表明,施加电磁场后消除了表面裂纹,从而使管坯表面质量明显得到改善;在电磁搅拌力的作用下管坯凝同组织显著细化,同时降低了铸造残余应力;随着凝固组织的改善。管坯抗拉强度和延伸率较未施加磁场的管坯分别提高了5％和36％。     

ZnSe体单晶生长技术

简述了ZnSe体单晶熔体生长，气相生长、溶液生长和固相再结晶技术以及ZnSe的基本理化性质，分析并认为这些基本理化性质对Znse单晶生长过程控制存在不同程度的影响，理解这些性质并将其应用于ZnSe晶体生长过程工艺参数的控制，对获得高质量大尺寸ZnSe单晶十分重要，分析了不同方法的工艺与相应ZnSe单晶研究现状及发展趋势。     

过渡金属铋化物BaAg2-δBi2单晶的制备和物理性质

采用自助熔方法制备了高质量的层状过渡金属铋化物BaAg_(2-δ)Bi_2单晶样品,通过多种实验手段综合研究了该单晶样品的晶体结构、化学成分、电学和磁学性质。结果表明:化合物BaAg_(2-δ)Bi_2是一种层状过渡金属化合物,具有AgBi_4和BiAg_4四面体层,这与铁基超导体中只有FeAs_4/FeSe_4四面体层明显不同。电阻率和磁化率随温度变化的曲线显示,在1.8~300K温度区间BaAg_(2-δ)Bi_2表现出很好的金属性和顺磁性,其顺磁性主要来源于传导电子的贡献。