摘 要:真空冶金的概念和特點是筆者本文的落筆處,然后再回顧真空冶金的發(fā)展史,并探尋其未來發(fā)展的方向。筆者希望能夠更好的利用真空冶金這一技術,為生產(chǎn)和生活服務。
關鍵詞:真空冶金 發(fā)展史 發(fā)展方向
一、真空冶金的概念與特點
對于真空冶金的定義,是一種材料制備的共性技術,它是指對金屬進行冶煉、提純、精煉等處理必須要在低于大氣壓力之下進行的一種工藝技術。真空冶金技術能夠改善冶金動力和熱力學條件,對那些體積增加的物理或化學變化的過程相當有利。利用真空環(huán)境進行冶金,相對于常溫冶金可以達到意想不到的效果,有效地阻止了金屬與其他氣體的反應,同時并去除雜質,提高金屬的利用率。真空冶金的用途很多,通常用于金屬熔煉、精煉、澆鑄及熱處理等程序。科學技術在不斷發(fā)展,各種高科技技術也在不斷更新,真空冶金技術就是在這樣的背景下誕生的,并且將在未來的發(fā)展中得到廣泛的應用。究其真空冶金的目的,有幾下幾點:1.盡量減少金屬受氣相的污染,2.降低溶解于金屬中的氧、氫、氮等雜質或較易揮發(fā)的雜質元素的含量,3.促進氣態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)生的化學反應,達到特定的冶煉效果,4.用真空熔煉過程可以避免由耐火材料容器帶來的不良影響。
真空蒸餾、真空分離、真空還原、真空熔煉、真空脫氣、真空燒結等都是真空冶金技術常見的幾種工藝技術。這些技術可以用來處理成分比較復雜的原料,還可以對原材料進行二次綜合利用等等。它所具有的這些應用方式,使真空冶金在
有色金屬改造的過程中得以充分發(fā)揮并扮演重要的角色。與其他冶金技術相比,真空冶金有其特點:1.真空冶金技術過程中,很少氣體會參與反應,2.使用真空冶金技術,能夠降低能耗,提高資源利用率,3.真空冶金技術沒有出現(xiàn)燃料燃燒帶來的問題,減少對環(huán)境的污染,4.真空冶金技術能夠使工藝流程變復雜為簡便,進而提高了工作效率。
二、真空冶金的發(fā)展史
早在公元前,人類就開始冶煉和鑄造金屬。但是,早期人類冶煉金屬的實踐都是常溫下進行的。常溫下的金屬冶煉,會出現(xiàn)一個問題,那就是容易使金屬與大氣中各種氣體發(fā)生反應,導致一些活性金屬很難留存,甚至某些金屬會與其他氣體反應,使金屬的性能大大地降低。與此同時,在常溫下進行冶金操作,金屬還很容易與周圍環(huán)境交流,出現(xiàn)雜質,從而浪費了材料和降低產(chǎn)量。由于常溫冶煉環(huán)境的可開放性,還會帶來副作用—燃料燃燒帶來的大氣污染問題。因此人類開始思考,如何才能提高材料的利用率,降低原材料的能耗,減少對大氣的污染。
19世紀末,人類的思考有了新的突破,真空冶金技術開始處于萌芽狀態(tài)。隨著真空技術的發(fā)展,帶動了真空冶金技術的產(chǎn)生和運用,真空技術被逐漸被社會認識并運用到冶金行業(yè)中,真空冶金技術得以不斷成長。正是由于真空條件下所擁有的優(yōu)勢和利處是常溫多達不到的,真空冶金得以在冶金行業(yè)中廣泛應用開來并快速發(fā)展。
1940年以后,原子能、自動化和宇航等高精尖科學技術的發(fā)展和運用,對材料和工藝的質量產(chǎn)生了極大的需求。真空冶煉、真空脫氣、真空焊接、真空熱處理等技術在此過程里得到發(fā)展,從而進一步充實了真空冶金的內(nèi)容和范疇。隨著真空冶金所使用的各種設備和方法的創(chuàng)新和發(fā)明,讓真空冶金迅速成為各種高精尖科技材料制備的重要手段。
真空冶金技術飛速發(fā)展時期在1960以后,發(fā)展的條件恰恰是由于各種冶金設備的不斷更新以及真空技術的不斷進步,這樣的環(huán)境和條件,讓真空冶金技術如虎添翼地朝多樣化、大型化、專業(yè)化方向發(fā)展。在縱向發(fā)展和革新的同時,真空技術也朝著多領域橫向進軍,擴展到高真空和超高真空技術的應用中。近年來,使材料表面改性和創(chuàng)新
新材料制備的途徑主要原因就是因為真空冶金涂層技術的不斷發(fā)展,這樣的改進和革新,使真空冶金技術再一次突飛猛進。
三、真空冶金技術的發(fā)展方向
上文筆者提到真空冶金技術的發(fā)展史,那么,我們繼續(xù)來研究其未來發(fā)展的方向。隨著高精尖科學技術的發(fā)展,真空冶金技術也得到大面積的推廣和應用。如普通鋼的生產(chǎn),通常是進行真空脫氣處理,通過這樣的處理可以提高鋼材的質量。同時,某些有色金屬的生產(chǎn)也常常會利用到真空蒸餾、分離和燒結等工藝技術。近年來金屬表面涂層和表面改性技術得到了深入的應用和推廣,在超級鋼和超級合金的生產(chǎn)、粉末材料的制備等領域逐漸受到冶金工作者的關注。
經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展和進步,真空冶金技正向著以下方向發(fā)展:1.真空冶金技術將代替某些傳統(tǒng)冶金過程,2.由于創(chuàng)新真空冶金方法、新流程的要求,新型真空冶金設備正在進行研制,3.新材料研制過程中將融入真空冶金技術,4.熔渣存在條件下真空熔煉技術的開發(fā),5.零夾雜物超純高溫合金及特種鋼的生產(chǎn),6.新型特種熔煉技術的發(fā)展,7.冶金質量控制的數(shù)值模擬和計算機控制。
如今已是知識經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的時代,各種新能源、新材料是高科技在市場上能夠決戰(zhàn)勝負的關鍵點。在這樣的形勢下,必將會對真空冶金技術提出更高的要求。正是因為真空冶金技術所帶來的巨大經(jīng)濟效益,促進了各種高科技產(chǎn)品的發(fā)明和誕生。但他們并不是單向的作用,是相互推動,相互作用的。人類在享受各種高科技所帶來的福利和便捷時,少不了真空冶金工藝的功勞。筆者這里只是粗淺的闡述自己的觀點,希望人類能夠更好的利用真空冶金這一技術,為生產(chǎn)和生活提供更優(yōu)質的服務。
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作者簡介:吳謀智,男,(1987-8),苗族,貴州天柱人,本科生,貴州大學材料與冶金學院冶金工程,研究方向為:冶金工程。
聲明:
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我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)