Vacuum Melt-Spinning Furnace
Four de solidification rapide par filage sous vide pour rubans amorphes et nanocristallins
Numéro d'article: TU-SDB
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Présentation du produit
Ce système de traitement thermique avancé est un filateur de fusion laboratoire haute performance conçu spécifiquement pour la solidification rapide de métaux, d'alliages et de composés intermétalliques. Sa fonction principale est de transformer des matériaux fondus en rubans amorphes, structures nanocristallines ou feuilles microcristallines en un seul processus continu. En utilisant un chauffage par induction à haute fréquence dans un environnement sous vide rigoureusement contrôlé, l'appareil fond rapidement le matériau cible et l'éjecte sous pression sur un rouleau en cuivre rotatif à grande vitesse. La conductivité thermique extrême de la roue en cuivre, combinée à sa vitesse linéaire élevée, force l'alliage liquide à se refroidir à des vitesses dépassant $10^5$ à $10^6$ Kelvins par seconde. Ce refroidissement rapide contourne les voies de cristallisation thermodynamique traditionnelles, produisant des phases métastables uniques et des structures amorphes qui présentent des propriétés mécaniques, magnétiques et électrochimiques supérieures.
Conçu pour répondre aux exigences rigoureuses des laboratoires de science des matériaux avancés et de R&D industrielle, cet équipement est largement utilisé dans un large éventail de secteurs, notamment le stockage d'énergie, la microélectronique, l'aérospatiale et la distribution d'énergie haute fréquence. Il permet aux chercheurs d'étudier de nouvelles compositions d'alliages — comme les alliages magnétiques doux, les matériaux à haute entropie, les verres métalliques et les anodes pour batteries solides à base de lithium — sans avoir besoin de grandes quantités de matière première. Le système accepte des échantillons de taille aussi petite que 5 grammes, ce qui le rend exceptionnellement économique pour le criblage de métaux précieux ou d'alliages de terres rares coûteux avant de passer à des productions à plus grande échelle.
Conçu pour une performance fiable dans des environnements exigeants, ce système comporte une chambre en acier inoxydable à double paroi robuste et des composants sous vide très durables. Chaque système critique, du rouleau en cuivre à grande vitesse à l'ensemble de bobine d'induction en passant par le bloc de pompage sous vide, est fabriqué avec des tolérances serrées. Cette construction robuste garantit une performance thermique constante, une longue durée de vie et un temps d'arrêt minimal, même lors de séries de tests consécutifs à des températures allant jusqu'à 2400°C. Les chercheurs peuvent compter sur le système pour fournir des profils de rubans reproductibles, des microstructures uniformes et des données expérimentales fiables pour des projets de recherche critiques.
Caractéristiques clés
- Taux de transfert thermique extrême : Le système génère des vitesses de refroidissement allant de $10^5$ à $10^6$ K/s, permettant la fabrication de rubans amorphes de haute qualité et empêchant la nucléation cristalline pour verrouiller les structures atomiques désordonnées.
- Profils de température de fonctionnement étendus : Équipé de bobines d'induction à haute fréquence spécialisées, le four peut atteindre des températures de fonctionnement de 1700°C, 2000°C ou jusqu'à 2400°C, permettant aux chercheurs de fondre des métaux réfractaires et des alliages à haut point de fusion en toute simplicité.
- Rouleau en cuivre à grande vitesse et commande servo : Le rouleau en cuivre (200x40mm) est entraîné par un servomoteur de précision qui permet un réglage de vitesse infiniment variable de 1 à 3000 tr/min, ce qui correspond à des vitesses linéaires jusqu'à 70 m/s pour des micro-ajustements de l'épaisseur du ruban.
- Technologie d'étanchéité rotative à fluide magnétique : Pour maintenir une intégrité du vide élevée pendant la rotation à grande vitesse, l'ensemble du rouleau en cuivre utilise un joint rotatif à fluide magnétique spécialisé, empêchant la contamination atmosphérique et garantissant de faibles taux de fuite.
- Contrôle précis de la géométrie du ruban : Les opérateurs peuvent facilement ajuster l'épaisseur des rubans produits (de 20 à 60 micromètres) et la largeur (de 1 à 100 mm) en modifiant l'entrefer buse-roue, en changeant la pression d'éjection de gaz ou en ajustant la vitesse de rotation de la roue en cuivre.
- Contrôles environnementaux flexibles : Le système prend en charge plusieurs environnements de fusion, notamment le vide poussé (10 Pa standard, évolutif jusqu'à $10^{-5}$ Pa), des pressions partielles ou une protection par gaz inerte en pression positive pour prévenir l'oxydation des composants d'alliage hautement réactifs.
- Mesure de température sans contact intégrée : Un pyromètre optique infrarouge de haute précision est monté directement sur la chambre, fournissant des lectures de température sans contact et en temps réel du bain de fusion avant l'éjection.
- Interface programmable PLC et écran tactile : Un système de commande PLC de qualité industrielle avec une interface écran tactile conviviale automatise toute la séquence de coulée, permettant aux opérateurs de surveiller les paramètres de processus, d'ajuster les réglages d'éjection de gaz et d'enregistrer l'historique des données.
- Chambre refroidie par eau à double paroi : Fabriquée entièrement en acier inoxydable de qualité supérieure, la chambre sous vide comporte une chemise de refroidissement par eau à double paroi pour garantir que la température de l'enveloppe externe reste inférieure à 35°C pour la sécurité de l'opérateur.
- Mécanisme de levage de précision motorisé : Le positionnement du creuset et l'ensemble de fusion utilisent un système de levage électrique motorisé de haute précision pour contrôler la hauteur de la buse par rapport au rouleau en cuivre, garantissant la reproductibilité entre les séries de coulée successives.
Applications
| Application | Description | Avantage clé |
|---|---|---|
| Développement de rubans magnétiques doux | Production de rubans amorphes à base Fe-Co-Ni pour transformateurs et inducteurs haute fréquence. | Permet d'obtenir des pertes de cœur minimales et une perméabilité élevée grâce à la solidification rapide. |
| Alliages à haute entropie (AHE) | Synthèse d'alliages multicomposants à structures désordonnées grâce à des vitesses de refroidissement rapides. | Verrouille les phases de solution solide métastables et supprime la ségrégation élémentaire. |
| Anodes pour batteries à état solide | Coulée de rubans ultra-fins à base de lithium ou d'alliages métalliques innovants pour la recherche sur le stockage d'énergie. | Produit des épaisseurs de ruban uniformes pour une performance électrochimique optimale. |
| Matériaux structurels pour l'aérospatiale | Traitement d'alliages de titane, d'aluminium ou de nickel pour l'étude de microstructures à grains fins. | Améliore la résistance à la traction et à la fatigue des composants d'alliage critiques. |
| Alliages pour stockage d'hydrogène | Synthèse d'alliages terres rares-magnésium-nickel avec une cinétique d'absorption d'hydrogène optimisée. | Affine les joints de grains pour augmenter la capacité de stockage d'hydrogène et la stabilité en cyclage. |
| Matériaux thermoélectriques | Fabrication de rubans de tellurure de bismuth ou silicium-germanium avec des structures de grains à l'échelle nanométrique. | Réduit la conductivité thermique tout en préservant la conductivité électrique pour augmenter le rendement. |
Spécifications techniques
| Paramètre de spécification | Modèle standard : TU-SDB-0.02 | Configurations haute capacité (série TU-SDB) |
|---|---|---|
| Alimentation électrique | Monophasé AC220V 50Hz, 7 kW | Triphasé AC380V, 15 à 45 kW |
| Capacité de filage de fusion | 5 - 30 g (Standard) | Personnalisable de 50 g jusqu'à 50 kg |
| Dimension du rouleau en cuivre | Φ 200 mm × 40 mm (Standard) | Tailles personnalisées disponibles sur demande |
| Vitesse de rotation du rouleau | 1 - 3000 tr/min | 1 - 3000 tr/min |
| Vitesse linéaire du rouleau | 0 - 70 m/s | 0 - 70 m/s |
| Plage de température de fusion | 500°C - 1700°C | Configurable : 800°C-2000°C / 1000°C-2400°C |
| Mesure de température | Intégration d'un pyromètre infrarouge | Options de pyrométrie optique / infrarouge |
| Matériaux de creuset | Quartz (silice) / Nitrure de bore (BN) | Alumine, graphite, BN, quartz |
| Niveau de vide ultime | 10 Pa (Pompe mécanique standard) | Optionnel jusqu'à $10^{-5}$ Pa (Pompe à diffusion / Turbo) |
| Largeur du ruban | 1 - 10 mm | 1 - 100 mm (Selon les spécifications de buse) |
| Épaisseur du ruban | ≥ 20 μm (Généralement 20 - 60 μm) | 20 - 100 μm |
| Vitesse de refroidissement | $10^5$ - $10^6$ K/s | $10^5$ - $10^6$ K/s |
| Atmosphères de fusion | Vide, Vide + Gaz inerte, Gaz protecteur | Vide, Vide + Gaz inerte, Gaz protecteur |
| Matériau de la chambre | SUS304 double paroi avec refroidissement par eau | SUS304 double paroi avec refroidissement par eau |
| Interface de commande | PLC Siemens avec écran tactile & enregistrement USB | PLC Siemens avec écran tactile & enregistrement USB |
| Température externe de la chambre | < 35°C pendant le fonctionnement | < 35°C pendant le fonctionnement |
Pourquoi choisir ce produit
- Qualité et fiabilité premium : Construit avec des composants de haute qualité et une chambre en acier inoxydable à double paroi, ce système offre une excellente isolation thermique, une durabilité à long terme et une performance stable lors de cycles de test continus à haute température.
- Contrôle de coulée inégalé : Avec des vitesses linéaires réglables jusqu'à 70 m/s, des pressions d'éjection de gaz personnalisables et des ajustements motorisés de la hauteur du creuset, le four fournit les contrôles précis nécessaires pour produire des rubans uniformes de haute qualité.
- Configurations sur mesure : Le système peut être entièrement personnalisé, avec des capacités allant d'une échelle laboratoire de 5g jusqu'à une échelle de production pilote de 50kg, accompagnées de capacités de température ajustables et de géométries de buse personnalisées pour répondre exactement à vos besoins de traitement.
- Normes de sécurité exceptionnelles : L'intégration d'une chambre refroidie par eau à double paroi, de verrouillages de sécurité et de vannes à vide automatiques garantit un environnement de fonctionnement sûr, protégeant le personnel contre les charges thermiques élevées et les défaillances du vide.
- Support après-achat dédié : Notre équipe de support mondiale fournit une assistance technique réactive, des services d'étalonnage, de remplacement de pièces détachées et un support à l'installation pour maintenir l'efficacité de votre installation de recherche.
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