数年前のルネッサンスフェアで、私は鍛冶屋が金属を形に鍛造するのを見ていました。この間、非常に奇妙な質問が私に来ました。かまどは何でできているのだろうと思っていました。私の論理では、炉が何でできていても、彼が溶かしていた材料よりも融点が高くなければならないと述べました。これはすぐに基本的な軍拡競争に変わり、高融点金属（より具体的には融点が最も高いもの）のようなものをどのように溶かして、その中の他のものを溶かすことができるかという奇妙な問題を引き起こしました。
（奇妙な理由で私にはわかりませんが）急冷するとアイテムの強度を操作できることがわかりました。融点を操作するための同様の特性はありますか？
注：私の現在の最善の推測（武器をより硬くするために行うことができるように）は、2つの要素を取り、それらを溶かすと、結果として得られる化合物の融点が高くなるというものです。
コメント
- これに対する肯定的な反応のレベルは、私の質問に愚かさを感じさせないだけでなく、内部にぼやけた感じを与えます。ありがとう。
- 金属を保持している容器は'金属にエネルギーを取り込む別の方法がある場合は、金属自体と同じくらい熱くする必要はありません。一部の耐火性金属は、電子ビームまたは他のエネルギーを向けることによって、冷却された容器から蒸発させることができます。金属へのソース（大規模な溶融用ではありませんが、合成または蒸気堆積プロセスでよく使用されます）。
回答
タングステンが溶ける3422°Cの点は、すべての金属の中で最も高く、元素の中で炭素（3550°C）に次ぐものです。これが、ロケットのノズルや原子炉のライニングにタングステンが使用されている理由です。融点が高い耐火セラミックや合金があります。特に、融点が4215°Cの$ \ ce {Ta4HfC5} $、3900°Cの炭化ハフニウム、3800°Cの炭化タンタルです。
炭素は反応して炭化タングステンを形成するため、溶融タングステンの保持には使用できません。タングステンのような高融点材料を準備または輸送するために使用される取鍋およびるつぼは、さまざまな高融点セラミックまたは合金で裏打ちされている場合があります。より一般的には、タングステンおよび他の耐火材料は、非溶融状態で製造されます。 粉末冶金として知られるプロセスが使用されます。このプロセスでは、4つの基本的なステップを使用します。
- 粉末の製造-作業中の材料の小さな粒子を生成するためにさまざまな手法を利用できます
- 粉末の混合-通常の手順を使用して構成粒子を均一な混合物にブレンドします
- 圧縮-ブレンドされた粉末を型に入れて高圧にさらします
- 焼結-圧縮された材料は高温とある程度のレベルにさらされます粒子間で結合が発生します。
コメント
- タングステンなどの材料は、電解加工（ECM）または放電加工によって成形することもできます。 （EDM）。
- Ta4HfC5は技術的には合金ではありません'。セラミック（タンタルとハフニウムの炭化物の混合物）です。タングステンは、金属や合金の中で最も高い融点を持っています。合金は通常、それらを形成するために使用される金属よりも融点が低くなります。
回答
申し訳ありませんが、できません。ここにコメントしますが、私はあなたの質問にもっと直接的に答えたかったのです。
鉄鋼を溶かしたり酸化したりする「熱」が実際には石炭の中心にあるボールに含まれているため、鍛冶屋は鍛造品を溶かさないようにします。実際、石炭の「構造」を維持することは鍛冶の重要なスキルです。
より明確にするために、石炭の山の中央にあるくぼみを想像してください。これは、温度が2000Fを超えて上昇する場所です。石炭が一種の不応性のボールに成形されるため、熱はそれ自体に反射します。
はい、ボールがバラバラになったり、構造が不十分な場合があります。その後、キャストに気づきます。空気の流れを保護する鉄製の排水カバーが溶けてしまいました。
コメント
- あります'現代のfusioにおけるこれの興味深い類似物n個のリアクター。たとえば、 JET では、太陽の中心よりも高温のプラズマの薄いリング（そして実際に銀河で知られているもの）が磁気浮上によって所定の位置に保持されます。 。リング自体は接触する材料を破壊するのに十分なほど高温ですが、熱放射の減衰（Planck 'の法則とStefan–Boltzmannの法則によるiirc）により、過冷却グラファイトを使用できます。原子炉を保護するためのパネルで、炭素の3550 ° C融点内に十分に収まります。
回答
私たちは、浮揚炉を使用して、耐火性セラミックのサンプルを最大約$ 3000〜 ^ \ circ \ mathrm {C} $まで加熱します。研究目的のため、サンプルは小さな（2 mm）ビーズです。これらはアルゴンのジェットでバランスを取り、$ \ ce {CO2} $レーザーで加熱されます。
この手法について説明している論文は次のとおりです。
D。 Langstaff、M。Gunn、G。N。Greaves、A。Marsing、およびF. Kargl、 Rev。科学インストラム。; 2013 、 84 、124901。（ミラー）
回答
高沸点のプールに浮かんでいるそれらを溶かすことができますより密度の高い金属、またはそれらを容易に収容できる空間。または、アクティブに冷却された厚いシェルを作成してその内部で溶かし、シェルの一部も溶かすことができます。最後に、それはおそらくあまり実用的ではありませんが、エアジェットを使用して他の物質から遠ざけ、レーザーまたは過熱空気で溶かすことができます。
回答
ここでは、他の回答に2つの選択肢がありますが、それらを大規模に使用できるかどうかは疑問の余地があります。
1つ目は、金属を保持するための能動的に冷却された容器と、るつぼの熱に基づかない金属にエネルギーを取り込む方法。多くの金属蒸気反応（小規模化学研究に使用）はこれを行い、十分な量を提供します。電子銃を使用して難治性金属でさえ気化させるエネルギー。 Malcolm Greenのサイト（およびこのエントリ「初期の難治性遷移の最初のゼロ価化合物の合成電子銃金属蒸気合成実験の開発による金属」）。
もう1つの方法は、金属の誘導加熱を使用することです。適切な誘導コイルが金属の塊を浮揚させ、誘導された渦電流がそれを溶かすのに十分なエネルギーをその中に放出するので、これは容器がまったくなくても機能することがあります。アルミニウムなどの非耐火性金属を使用した YouTube動画はたくさんありますが、この原理は高融点金属でも機能するはずです。