快速凝固技術是指使金屬熔體急冷瞬間凝固的技術。快速凝固過程通常是由液相到固相的相變過程進行得非常快，金屬或者合金的熔體急劇凝固成微晶、準晶和非晶態的過程。
基本介紹
- 中文名：快速凝固技術
- 外文名：rapid solidification technology
- 學科：材料工程
- 領域：工程技術
- 釋義：使金屬熔體急冷瞬間凝固的技術
簡介,種類,急冷凝固原理,大過冷凝固技術,
簡介
快速凝固的冷卻速率≥100000K /s (或者凝固線速率每秒達數米以上)，使得所製備的金屬或合金與常規的凝固金屬或合金相比，冷卻速率提高了個數級，從使材料的微觀組織、結構產生了許多引人注目的變化，性能也有很大的提高。因此，快速凝固合新材料的製備開闢了一條新的道路，為材料科學提供了許多研究課題，有力地推動了材料科學的發展。
種類
根據冷卻基體種類，把熔體急冷法分兩種：
(1)單基體急冷法：金屬熔體在氣體或重力作用下通過噴嘴噴射到高速旋轉的金屬輥輪表面(如銅、鉬或鋼)，或旋轉的輪或盤掠過熔體抽取，連續形成厚20—60μm的條帶。
(2)雙基體急冷法：金屬熔體在活塞和砧之間，或在兩個活塞之間被衝擊形成薄帶，這種技術叫做錘砧法還有一種叫雙輥急冷法，金屬熔體從噴嘴噴射到兩個相向旋轉的輥輪內.連續形成條帶。由於雙輥急冷法用雙輥冷卻，冷卻速度比單輥急冷法更高，形成的條帶表面更光滑，尺寸更均一。在非晶態合金生產中，常用的是單輥急冷法.因其能生產連續的條帶、細絲或薄片，且產量大，生產成本低。
(3)表面熔化及自冷技術(surface melting and self--quenching technique)：採用電弧、電子束或雷射束迅速熔化金屬表面薄層，藉助於實體金屬自身大的熱容量和高的導熱率，表面熔層迅速冷卻與凝固。此法主要用於金屬表面改性處理，即獲得硬度高、耐磨、耐蝕等高性能表面層。
(4)惰性氣體蒸發法((inert gas condensation method)：金屬被感應、電阻、等離子加熱蒸發，金屬蒸氣互相碰撞聚集成細小液滴，同時被惰性氣體冷卻凝固，冷卻速度為10-10 K /s。所成的顆粒尺寸<100nm，稱為超細粉。
急冷凝固原理
急冷凝固固技術(rapidquenchingtechnology,RQT)的核心思想是要提高凝固過程中熔體的冷速，從熱量傳輸的基本原理可以知道，一個相對於環境開放的系統，冷述取決於該系統在單位時間內產生的熱量和傳出系統的熱量。因此對金屬凝固而言，提高系統的冷速必須要求減少單位時間內金屬凝固產生的熔化潛熱和提高凝固過程中的傳熱速率。急冷凝固技術的原理是設法減小同一時刻凝固的熔體體積與其散熱表面積之比，並設法減小熔體與熱傳導性能良好的冷卻介質的界面熱阻並以傳導的方式進行散熱。由於急冷凝固技術主要是通過提高凝固冷速的方法來提高熔體的過冷度和凝固速率，因此，在凝固過程中冷卻速率是急冷凝固技術的一個重要指標。
大過冷凝固技術
大過冷技術(largeundercoolingtechnology,LUT)的實質是指使熔體儘可能在接近均勻形核的條件下凝固，以獲得大的凝固過冷度和非常高的凝固速率。通常熔體中的促進非均勻形核質點主要來自於熔體內部的夾雜和容器(如坩堝、鑄模等)壁。通過將熔體分散成纖小的熔滴可以減小熔滴中含有雜質粒子的機率，這樣有可能形成大量的不含雜質粒子的焯滴，同時也減小了單個熔滴中含有的雜質粒子的數量，從而產生接近均勻形核的條件。
