[科普中国]-快速凝固技术

快速凝固技术是指使金属熔体急冷瞬间凝固的技术。快速凝固过程通常是由液相到固相的相变过程进行得非常快，金属或者合金的熔体急剧凝固成微晶、准晶和非晶态的过程。

简介快速凝固的冷却速率≥100000K /s (或者凝固线速率每秒达数米以上)，使得所制备的金属或合金与常规的凝固金属或合金相比，冷却速率提高了个数级，从使材料的微观组织、结构产生了许多引人注目的变化，性能也有很大的提高。因此，快速凝固合新材料的制备开辟了一条新的道路，为材料科学提供了许多研究课题，有力地推动了材料科学的发展。1

种类根据冷却基体种类，把熔体急冷法分两种：

(1)单基体急冷法：金属熔体在气体或重力作用下通过喷嘴喷射到高速旋转的金属辊轮表面(如铜、钼或钢)，或旋转的轮或盘掠过熔体抽取，连续形成厚20—60μm的条带。

(2)双基体急冷法：金属熔体在活塞和砧之间，或在两个活塞之间被冲击形成薄带，这种技术叫做锤砧法还有一种叫双辊急冷法，金属熔体从喷嘴喷射到两个相向旋转的辊轮内.连续形成条带。由于双辊急冷法用双辊冷却，冷却速度比单辊急冷法更高，形成的条带表面更光滑，尺寸更均一。在非晶态合金生产中，常用的是单辊急冷法.因其能生产连续的条带、细丝或薄片，且产量大，生产成本低2。

(3)表面熔化及自冷技术(surface melting and self--quenching technique)：采用电弧、电子束或激光束迅速熔化金属表面薄层，借助于实体金属自身大的热容量和高的导热率，表面熔层迅速冷却与凝固。此法主要用于金属表面改性处理，即获得硬度高、耐磨、耐蚀等高性能表面层。

(4)惰性气体蒸发法((inert gas condensation method)：金属被感应、电阻、等离子加热蒸发，金属蒸气互相碰撞聚集成细小液滴，同时被惰性气体冷却凝固，冷却速度为10-10 K /s。所成的颗粒尺寸