一种合金熔炼装置的制作方法

本技术涉及熔炼装置，特别是涉及一种高钪含量(钪含量＞30at％)的alsc合金熔炼装置。

背景技术：

1、研究表明，掺钪能提高aln(氮化铝)的压电性能，且已证实，通过alsc合金(钪铝合金)靶溅射制备的alscn薄膜相比于通过铝靶和钪靶共同溅射制备的薄膜化学比、组成以及均匀性更加稳定。所以如何制备出高纯度的alsc合金成为靶材制备的关键。

2、为提高生产效率，降低生产成本，常用的alsc合金制备方法是利用感应熔炼炉，将一定纯度的金属铝和金属钪共同熔炼，得到不同钪含量的alsc合金。这种熔炼方法虽能快速熔化原料，减少合金中的气体和夹杂物，使合金成分更均匀，但其采用感应线圈加热，由于感应加热的特性，使得坩埚自身的温度始终小于坩埚内合金熔液的温度，当坩埚内熔液温度已高于其熔点(＞1300℃)时，坩埚的温度却只能维持在800～1000℃，这种“冷坩埚”进一步增大了坩埚与合金熔液的温差，加剧了坩埚的腐蚀使得合金里面渗入杂志。而溅射用alsc靶材对材料纯度要求较高，熔炼所使用的装置应尽量减少外源杂质的引入，尤其应该避免引入fe、si等元素，防止在低温(700～800℃)下与al形成al-fe-si等三元金属间化合物(富铁相)。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种合金熔炼装置，避免熔炼过程中因感应加热特性造成的坩埚与alsc合金熔融液温差较大的问题，降低坩埚被腐蚀的可能，避免外源杂质对alsc合金的污染，保证合金的纯度。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种合金熔炼装置，包括外壳、氧化铝坩埚、加热棒及堵头，所述外壳上设有熔炼槽，所述熔炼槽的底壁设有出液口，所述氧化铝坩埚设置在所述熔炼槽内，所述氧化铝坩埚的底壁对应所述出液口设有排料口，所述堵头可移动地设置在所述排料口内，用于所述出液口及所述排料口的连通或截止，所述加热棒设置在所述熔炼槽内并贴合在所述氧化铝坩埚的外壁。

4、优选地，所述熔炼槽的内部设有隔热层，所述加热棒设置在所述隔热层及所述氧化铝坩埚之间。

5、优选地，所述熔炼槽的底壁设有绝缘件，且所述绝缘件位于所述隔热层及所述氧化铝坩埚之间，所述加热棒支撑于所述绝缘件上。

6、优选地，所述隔热层的材质为石墨毡，所述绝缘件的材质为陶瓷。

7、优选地，所述加热棒包括壳体，所述壳体的材质为石墨。

8、优选地，所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体的内部填充有保温材料。

9、优选地，所述保温材料为珍珠岩。

10、优选地，所述堵头上连接有支撑杆，所述支撑杆的上端伸出所述外壳铰接有手柄。

11、优选地，所述外壳的外壁设有把手。

12、本实用新型实施例的一种合金熔炼装置，与现有技术相比，其有益效果在于：通过在氧化铝坩埚的外壁直接贴合加热棒加热，避免了传统的熔炼过程中因感应加热特性导致合金熔液与坩埚温差太大的问题，降低了坩埚异常腐蚀的问题。同时，由于采用氧化铝坩埚，氧化铝材料有良好的导热性能，其熔点为2054℃，高于铝金属单质、钪金属单质以及alsc合金的熔点，且氧化铝的组成自身也避免了绝大多数杂质的引入，尤其避免了fe、si等元素的引入，保证了alsc合金的纯度。

技术特征：

1.一种合金熔炼装置，其特征在于：包括外壳、氧化铝坩埚、加热棒及堵头，所述外壳上设有熔炼槽，所述熔炼槽的底壁设有出液口，所述氧化铝坩埚设置在所述熔炼槽内，所述氧化铝坩埚的底壁对应所述出液口设有排料口，所述堵头可移动地设置在所述排料口内，用于所述出液口及所述排料口的连通或截止，所述加热棒设置在所述熔炼槽内并贴合在所述氧化铝坩埚的外壁。

2.如权利要求1所述的合金熔炼装置，其特征在于：所述熔炼槽的内部设有隔热层，所述加热棒设置在所述隔热层及所述氧化铝坩埚之间。

3.如权利要求2所述的合金熔炼装置，其特征在于：所述熔炼槽的底壁设有绝缘件，且所述绝缘件位于所述隔热层及所述氧化铝坩埚之间，所述加热棒支撑于所述绝缘件上。

4.如权利要求3所述的合金熔炼装置，其特征在于：所述隔热层的材质为石墨毡，所述绝缘件的材质为陶瓷。

5.如权利要求1所述的合金熔炼装置，其特征在于：所述加热棒包括壳体，所述壳体的材质为石墨。

6.如权利要求1-5任一项所述的合金熔炼装置，其特征在于：所述外壳包括外壳主体，所述外壳主体的内部填充有保温材料。

7.如权利要求6所述的合金熔炼装置，其特征在于：所述保温材料为珍珠岩。

8.如权利要求1-5任一项所述的合金熔炼装置，其特征在于：所述堵头上连接有支撑杆，所述支撑杆的上端伸出所述外壳铰接有手柄。

9.如权利要求1-5任一项所述的合金熔炼装置，其特征在于：所述外壳的外壁设有把手。

技术总结本技术涉及熔炼装置技术领域，公开了一种合金熔炼装置，包括外壳、氧化铝坩埚、加热棒及堵头，所述外壳上设有熔炼槽，所述熔炼槽的底壁设有出液口，所述氧化铝坩埚设置在所述熔炼槽内，所述氧化铝坩埚的底壁对应所述出液口设有排料口，所述堵头可移动地设置在所述排料口内，用于所述出液口及所述排料口的连通或截止，所述加热棒设置在所述熔炼槽内并贴合在所述氧化铝坩埚的外壁。采用本技术提供的合金熔炼装置，避免了熔炼过程中因感应加热特性造成的坩埚与AlSc合金熔融液温差较大的问题，降低了坩埚被腐蚀的可能，避免了外源杂质对AlSc合金的污染，保证了合金的纯度。技术研发人员：冯潦,蔡新志,张磊,童培云受保护的技术使用者：先导薄膜材料（广东）有限公司技术研发日：20231117技术公布日：2024/7/23