磁悬浮熔炼炉在合金制备上的应用研究

　　磁悬浮熔炼原料与坩埚无接触冶炼，干净无污染。冶炼温度高，温度可达2500℃甚至以上，专门应用于高熔点难熔金属，活泼金属等冶炼提纯。采用磁悬浮IGBT电源，配合自助研发的水冷分瓣铜坩埚，悬浮效果好。采用两级分子泵控制系统真空度高。

　　对于合金制备来说，熔点和密度差异较大的材料熔炼工艺稍微复杂，常用的方法是制备中间合金。当原料为单质元素时，理想的熔炼工艺是低密度低熔点材料（Al）熔化后，高密度高熔点材料（Nb），同时进行充分溶解、合金化。

　　当合金元素较多时，操作工艺复杂，高密度高熔点材料容易下沉与水冷的铜坩埚底部接触而无法熔化，导致无法准确配比合金成份。通过改变材料的几何形状，如棒、块、片、粉料，使得高密度高熔点材料与电磁感应透入深度Δδ相匹配，控制不同材料的能量吸收过程。不同材料在历经熔化、溶解等过程后，完成合金化。例如制备Ni-Cr-Mo-W合金，Ni、Cr材料为小颗粒状，不易吸收能量，Mo、W材料为片状，易吸收能量，同时片状材料的比表面积大，熔解效率高。若采用两组不同频率线圈的CCLM底注设备一步法制备钛钽合金，则原料为直径50mm柱状Ti材和球径2-5mm颗粒状Ta材。全悬浮熔炼过程中，不同比重的颗粒状Ta和柱状Ti均可悬浮，进行熔化、合金化。

　　除金属材料外，氧化物晶体的制备常用半悬浮冷坩埚底注技术，冷坩埚玻璃固化装置内径已达500mm。