Kalttiegelanlage

 

Kalttiegel-/Schwebeschmelzanlage

Am 7. Mai 2002 wurde vom Bereich Forschungstechnik eine neue Kalttiegel-Schmelzanlage an die Anwender der Abteilungen 25 und 13 übergeben.

 

 

Hauptziele der Neuentwicklung waren:

- geringe Verunreinigung durch HF-Levitation (Schwebeschmelzen);

- gute Durchmischung der Legierungskomponenten im elektromagnetischen Feld;

- Schmelzmengen bis 100 g;

- Vakuum- und Schutzgasbetrieb;

- einfache Handhabung und Bedienerführung.

 

 

Die Anlage besitzt einen HF-Generator 80 kW / 100 kHz und ist mit einem Hochleistungs-Kühlwassersystem ausgerüstet. Die erschmolzene Legierung wird in eine Cu-Kokille abgegossen. Die modulare Bauweise der gesamten Kalttiegel-Baugruppe ermöglicht den Übergang auf andere  Tiegelformen und die Veränderung des Abgussdurchmessers. Die Erstausstattung ist für Gussstäbe von 10 mm Durchmesser vorgesehen. Eine progammierbare Steuerung verarbeitet die Informationen zahlreicher Überwachungseinrichtungen und gewährleistet so eine sichere Prozessführung. Ein schwenkbares Bedienterminal, Videokamera und Quotientenpyrometer gestatten einen komfortablen und schnell beherrschbaren Betrieb der Anlage.

 

 

 

Haupteinsatzgebiete der neuen Anlage sind mehrkomponentige Legierungen folgender Materialklassen:

- Massive metallische Gläser mit besonderen mechanischen und magnetischen Eigenschaften, wie z.B. Zr-, Ti-, 

- Nd-Basis Legierungen mit Schmelzpunkten unter 1000°C und

- weichmagnetische Fe-Basis Legierungen.

Auch neue Kompositwerkstoffe mit hoher Verformbarkeit, bestehend aus einer amorphen Matrix mit eingelagerten kristallinen Dendriten sollen hergestellt werden. Diese Arbeiten werden u.a. durch das DFG-Schwerpunktprogramm 'Phasenumwandlungen in mehrkomponentigen Schmelzen' gefördert.

- Stäbe für die Kristallzüchtung, wie gegenwärtig z.B. homogene SE-ÜM-Silizid- und SE-ÜM-Borokarbid-Stäbe für den Sonderforschungsbereich 463 "Seltenerd-Übergangsmetall-Verbindungen". Dieses Vormaterial ist eine wichtige Voraussetzung zur Züchtung von Einkristallen intermetallischer Verbindungen im zentralen Kristalllabor des IFW und der TU Dresden. An diesen Einkristallen werden u.a. supraleitende Eigenschaften und ihre Wechselwirkung mit magnetischen Ordnungsstrukturen erforscht.

- Versuchsschmelzen, für die hohe Reinheit und gute Durchmischung der mehrkomponentigen Legierungen erforderlich sind, wie Ni-Fe-Al Legierungen mit Schmelztemperaturen um 1500°C in polykristalliner Form und hochschmelzende (ca. 2000°C) intermetallische Silizid-Verbindungen (mit Re, Ru).

 

 

 

Die mit der neuen Anlage hergestellten Legierungen sowie die daraus gezüchteten Einkristalle werden über den Materialforschungsverbund Dresden hinaus auch zahlreichen externen Projektpartnern zur Verfügung gestellt.


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