高梯度定向凝固設備結構

 高梯度定向凝固設備結構
以獲得高的溫度梯度為目的,根據上述原則及工藝要求，新型真空高梯度定向凝固設備應該具備以下幾個基本系統：加熱系統、抽拉系統、真空系統、冷卻系統、控制系統等,各系統間閉環連接控制,如圖1.8所示[36]。 

加熱系統設備采用雙區加熱系統結構,目的是使鑄件中有嚴格的一維熱流,以達到液固界面前沿液相中有高的溫度梯度，其結構如圖1.9所示。
設備的抽拉系統要完成試樣的輸送和定向凝固所需的抽拉運動。
爐體內側設有多層防輻射屏,結晶器、爐體內外壁之間、金屬電極等處均使用循環水冷卻,循環水采用下進上出的順序,隨時帶走熱量,使冷卻充分,此措施有效地將抗高溫能力差的不銹鋼外壁、橡膠密封圈與石墨發熱體隔開。冷卻系統和結晶器結構如圖2.0所示。其密封是采用動密封形式[29]。


真空系統選用真空機械泵和高真空油擴散泵,抽氣速率為8 L/s,并配備相應的真空管道、真空閥門、真空壓力計,組成二級真空系統。先用機械泵預抽真空,然后用油擴散泵抽高真空。
高梯度定向凝固設備的密封主要需要考慮加熱電極的密封、聯接法蘭的密封、水冷系統處得動密封等。在動密封處，防止高溫和硬質顆粒的落入伸入爐膛內的桿件需作旋轉或軸向運動，故需施以動密封。旋轉動密封采用了磁流體密封技術。法蘭部分一般采用了O形環密封的結構形式進行密封。