CN1055142C - 一种镍铝基合金单晶的制备技术 - Google Patents
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Abstract
一种镍铝基合金单晶的制备技术，系采用定向生长的办法，包括母合金样品的制备，其特征在于：在距母合金样品底部20-40mm上加工出一10～20mm的缩颈，缩颈部分用陶瓷涂料多次填充和干燥而为选晶器后，整体放入陶瓷模壳中，在定向凝固炉中重熔并定向生长。本发明所提供的方法工艺简单，单晶成功率高且基本不需机械加工。
Description
本发明涉及单晶金属材料的制备技术。
R.A.Laudise，曾经在The growth of sigle crystals(Prentice Hall Inc.1970)中叙述过一种制备单晶的方法，采用将坩埚底部制成毛细管形状或葫芦串状选晶器的方法来选晶，优点是通过多次选晶，成功率可以比较高，缺点是晶体取向控制不好，需要多次选晶，选晶器和坩埚连在一起，制做很麻烦。T·S.Noggle Rev.Sci.Instr，24(1953)184也描述过一种办法，系采用将Al2O3粉压紧形成″软模″的方法生长单晶，其具体操作为：将母合金块加工成所需试样的形状，并且在底部带一尖锥，然后放入刚玉坩埚中，周围用Al2O3粉压紧形成″软模″，连同坩埚一同放入定向炉中定向生长制成单晶，其优点是预先成型，单晶形状可以接近最终形状尺寸，减少单晶的机械加工，更适于生长高熔点金属材料的单晶，缺点是″软模″是靠将刚玉粉压紧形成，操作烦琐，并且Al2O3″软模″可能会不致密，样品在加热和熔化时可能变形，Al2O3″软模″的厚度较大且不致密，热传导较慢，严重地降低单晶定向生长时所必须的温度梯度，严重地降低单晶定向生长时所必须的温度梯度，如果在真空系统中操作，Al2O3粉可能会污染真空系统，晶体取向不可控制。
本发明的目的在于提供一种工艺简单，且成功率高，基本不需要机械加工的镍铝基合金单晶材料的制备技术。
本发明提供了一种镍铝基合金单晶的制备技术，系采用定向生长的办法，包括母合金样品的制备，其特征在于：在距母合金样品底部20～40mm上加工出一10～20mm的缩颈，缩颈部分用陶瓷涂料多次填充和干燥而为选晶器后，整体放入陶瓷模壳中，在定向凝固炉中重熔并定向生长，所述缩颈形状可以为圆形，椭圆形，方形，斜柱形，扭折形或螺旋形等。本发明具有下述优点：
1.将选晶器与模壳独立，分别制取，工艺简单；
2.陶瓷选晶器与缩颈部分预先组合，再装入模壳，操作方便可靠；
3.缩颈部分可以做成不同形状和断面尺寸，选晶成功率高，结晶取向可以控制为最佳取向；
4.可以简化陶瓷模壳形状，制备简单，可以制备高纯陶瓷模壳，使用温度比复杂模壳提高150℃以上；
5.避免其它方法存在的细颈选晶器充型不良的问题。
下面结合附图通过实施例详述本发明。
附图1为单晶生长示意图；
附图2为生长单晶的实物照片。
实施例：
单晶生长的示意图如附图1，1为模壳；2为熔体；3为单晶；4为分离式陶瓷选器器；5为初始柱状晶。
将NiAl基合金Ni50Al30Fe20合金铸造成Φ8mm的母合金棒，再在26mm处，加工成Φ0.8mm的圆柱状缩颈，在缩颈部分由以硅酸乙酯水解液为粘结剂，以Al2O3粉为填料的陶瓷涂料填充于缩颈处并自然干燥，重复多次填充和干燥直至缩颈部分填充涂料尺寸达一直径Φ6.9mm，彻底干燥硬化后待用，用内径Φ7.0mm的高纯Al2O3薄壁陶瓷管作为模壳，将处理好的母合金棒组件装入陶瓷管中，装入定向炉中定向生长，即可获得单晶。
实施例2：将Ni3Al基合金Ni-16.6Al-7Cr-0.4Zr合金熔炼铸造成Φ8mm的母合金棒，在20mm处加工成出Φ1.5mm的缩颈，其余过程与实施例1相同。
图2是上述两个实施例的实物照片。
Claims (2)
1.一种镍铝基合金单晶的制备技术，系采用定向生长的办法，包括母合金样品的制备，其特征在于：在距母合金样品底部20-40mm上加工出一10～20mm的缩颈，缩颈部分用陶瓷涂料多次填充和干燥而为选晶器后，整体放入陶瓷模壳中，在定向凝固炉中重熔并定向生长。
2.按权利要求1所述镍铝基合金单晶的制备技术，其特征在于：所述缩颈形状为圆形。
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