Հազվագյուտ մետաղների գերբարձր ջերմաստիճանի ինդուկցիոն հալման մեթոդը տեխնիկա է, որը ներառում է մետաղների տաքացում մինչև 2000 °C-ից բարձր ջերմաստիճանի ինդուկցիոն վառարանում՝ մաքուր և միատարր մետաղական ձուլակտորներ կամ փոշիներ ստանալու համար: Այս մեթոդը հիմնականում օգտագործվում է հազվագյուտ հողային մետաղների և գերբարձր ջերմաստիճանի կերամիկայի պատրաստման և մաքրման համար, որոնք ունեն հատուկ օպտիկական, էլեկտրական և մագնիսական հատկություններ և լայնորեն կիրառվում են ֆունկցիոնալ նյութերի, պողպատի և գունավոր մետաղների մեջ:
Ինդուկցիոն հալման մեթոդը մի քանի առավելություն ունի այլ մեթոդների նկատմամբ, ինչպիսիք են էլեկտրական աղեղով ջեռուցումը կամ մետաղաջերմությունը: Օրինակ, ինդուկցիոն հալեցումը կարող է ապահովել ավելի մաքուր և ճկուն գործընթաց, քանի որ այն չի պահանջում որևէ էլեկտրոդ կամ նվազեցնող նյութեր, որոնք կարող են աղտոտել մետաղը: Ինդուկցիոն հալեցումը կարող է նաև հասնել մետաղի ջերմաստիճանի և կազմի նկատմամբ վերահսկողության ավելի բարձր աստիճանի, քանի որ այն կարող է հարմարեցնել ինդուկցիոն կծիկի հաճախականությունը և հզորությունը: Ինդուկցիոն հալեցումը կարող է գործել նաև վակուումում կամ իներտ մթնոլորտում, ինչը կարող է կանխել մետաղի օքսիդացումը կամ ցնդող տարրերի կորուստը:
Ինդուկցիոն հալման մեթոդի որոշ մարտահրավերներ են հարմար խառնարանի և կայուն հալված էլեկտրոլիտի ընտրությունը: Խառնարանը պետք է կարողանա դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին և հալած մետաղի քայքայիչ բնույթին: Հալած էլեկտրոլիտը պետք է ավելի կայուն լինի, քան մետաղների օքսիդները և ունենա ավելի ցածր հալման կետ և ավելի բարձր հաղորդունակություն: Հնարավոր լուծումներից մեկը հազվագյուտ հողային օքսիդների երկուական միավորներն ուղղակիորեն որպես լուծիչ օգտագործելն է, քանի որ դրանք ունեն բարձր կայունություն և ցածր գոլորշի ճնշում:
Հազվագյուտ մետաղների գերբարձր ջերմաստիճանի ինդուկցիոն հալման մեթոդը խոստումնալից տեխնիկա է, որը կարող է պարզեցնել և բարելավել հազվագյուտ հողերի արդյունահանման և վերականգնման ներկայիս արդյունաբերական մեթոդները: Այն կարող է նաև թույլ տալ գերբարձր ջերմաստիճանի կերամիկայի արտադրություն, որոնք պոտենցիալ կիրառություն ունեն օդատիեզերական, միջուկային և պաշտպանական արդյունաբերություններում:
Գերբարձր ջերմաստիճանի ինդուկցիոն հալման համար խառնարանների համար օգտագործվող սովորական նյութերից մի քանիսն են.
- ԱլյումինաԱլյումինե կարասները լայնորեն օգտագործվում են հազվագյուտ հողային մետաղների և բարձր ջերմաստիճանի համաձուլվածքների հալման համար, ինչպիսիք են կոբալտը և նիկելի վրա հիմնված գերհամաձուլվածքները: Ալյումինե կարասներն ունեն բարձր հալման կետ և քիմիական դիմադրություն, և դրանք իներտ են մետաղների և էլեկտրոլիտների մեծ մասի նկատմամբ: Այնուամենայնիվ, ալյումինե կարասները փխրուն են և կարող են ճաքել ջերմային ցնցումների կամ մեխանիկական սթրեսի դեպքում:
- գրաֆիտԳրաֆիտային կարասները մետաղի հալման և ինդուկցիոն ջեռուցման համար լավագույն կարասներն են, քանի որ դրանց դիմադրությունը բարձր ջերմաստիճանի է: Նրանք կարող են օգտագործվել մետաղների հալման համար, ինչպիսիք են երկաթը, պողպատը, պղինձը, արույրը, ոսկին, արծաթը, պլատինը և պալադիումը: Այնուամենայնիվ, գրաֆիտի կարասները հարմար չեն ածխածնի հետ փոխազդող մետաղների համար, ինչպիսիք են տիտանը, ցիրկոնիումը և վոլֆրամը: Գրաֆիտային կարասները նույնպես հակված են օքսիդացման և էրոզիայի՝ հալած մետաղի և էլեկտրոլիտի կողմից:
- ՑիրկոնիաՑիրկոնիայի կարասները հարմար են թանկարժեք մետաղների և գերհամաձուլվածքների հալման համար, ինչպիսիք են պլատինը, պալադիումը, ռոդիումը և իրիդիումը: Ցիրկոնիայի կարասներն ունեն գերազանց մաշվածության և ջերմային ցնցումների դիմադրություն, և դրանք կարող են կանխել մետաղի աղտոտումը կարասի կողմից: Այնուամենայնիվ, ցիրկոնիայի կարասները թանկ են և կարող են արձագանքել որոշ մետաղների և էլեկտրոլիտների հետ, ինչպիսիք են ալյումինը և նատրիումը:
- մագնեզիում օքսիդՄագնեզիումի օքսիդի կարասները հաճախ օգտագործվում են լիթիումի պինդ վիճակում գտնվող էլեկտրոլիտների հալման համար, որոնք օգտագործվում են մարտկոցների և վառելիքի բջիջների համար: Մագնեզիումի օքսիդի կարասները կարող են դիմակայել ծայրահեղ բարձր ջերմաստիճաններին և կայուն են մետաղների և էլեկտրոլիտների մեծ մասի նկատմամբ: Այնուամենայնիվ, մագնեզիումի օքսիդի կարասները հիգրոսկոպիկ են և կարող են օդից խոնավություն կլանել, ինչը կարող է ազդել էլեկտրոլիտի որակի վրա: