몇 년 전 르네상스 박람회에서 저는 대장장이가 금속을 모양으로 만드는 것을보고있었습니다. 이 시간 동안 아주 이상한 질문이 나에게 왔습니다. 용광로가 무엇으로 만들어 졌는지 궁금합니다. 내 논리는 용광로가 무엇이든 그가 녹는 재료보다 더 높은 녹는 점을 가져야한다고 말했습니다. 이것은 빠르게 원소 군비 경쟁으로 바뀌어 내화 금속 (더 구체적으로는 가장 높은 융점을 가진 금속)과 같은 물질을 어떻게 녹여 그 안의 다른 물질을 녹일 수 있는지에 대한 이상한 의문을 갖게되었습니다.
이제 나는 (이상한 이유로 내가 이해할 수없는) 급속 냉각이 품목의 강도를 조작 할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 융점을 조작하는 유사한 속성이 있습니까?
참고 : 내 현재 최선의 추측 (예 : 무기를 더 어렵게 만들기 위해 수행 할 수 있음)은 두 가지 요소를 사용하여 녹이고 결과 화합물의 녹는 점이 더 높다는 것입니다.
댓글
- 이에 대한 긍정적 인 반응의 수준은 내 질문에 어리석은 느낌이 들지 않을뿐만 아니라 내부가 흐릿한 느낌을줍니다. 감사합니다.
- 금속을 담은 그릇은 ' 금속에 에너지를 공급하는 다른 방법이있는 경우 금속 자체만큼 뜨거울 필요는 없습니다. 일부 내화성 금속은 전자빔이나 기타 에너지를 향하여 냉각 된 용기에서 증발 할 수 있습니다. 소스를 금속에 넣습니다 (대규모 용융이 아니라 합성 또는 증착 공정에 자주 사용됨).
답변
텅스텐 용융 3422 ° C의 온도는 모든 금속 중에서 가장 높으며 원소 중 탄소 (3550 ° C) 다음으로 두 번째입니다. 이것이 텅스텐이 로켓 노즐과 원자로 라이닝에 사용되는 이유입니다. 융점이 4215 ° C 인 $ \ ce {Ta4HfC5} $, 3900 ° C의 하프늄 카바이드, 3800 ° C의 탄탈륨 카바이드 등 융점이 높은 내화 세라믹 및 합금이 있습니다.
탄소는 텅스텐 카바이드를 형성하기 위해 반응하기 때문에 용융 된 텅스텐을 보유하는 데 사용할 수 없습니다. 때로는 텅스텐과 같은 고 융점 재료를 준비하거나 운반하는 데 사용되는 국자와 도가니에 다양한 고 융점 세라믹 또는 합금이 늘어서 있습니다. 보다 일반적으로 텅스텐 및 기타 내화 재료는 용융되지 않은 상태로 제작됩니다. 분말 야금 이라는 프로세스가 사용됩니다. 이 프로세스는 4 가지 기본 단계를 사용합니다.
- 분말 제조-작업중인 재료의 작은 입자를 생성하기 위해 다양한 기술을 사용할 수 있습니다.
- 분말 혼합-일상적인 절차를 사용하여 구성 입자를 균일 한 혼합물로 혼합
- 압축-혼합 된 분말을 금형에 넣고 고압을가합니다.
- 소결-압축 된 재료는 고온 및 일정 수준에 노출됩니다. 입자 사이에 결합이 발생합니다.
설명
- 텅스텐과 같은 재료는 전기 화학 가공 (ECM) 또는 방전 가공을 통해 성형 될 수도 있습니다. (EDM).
- Ta4HfC5는 ' 기술적으로 합금이 아닙니다. 세라믹 (탄탈과 하프늄 카바이드의 혼합물)입니다. 텅스텐은 금속 또는 합금 중 가장 높은 융점을 가지고 있습니다. 합금은 일반적으로 합금을 형성하는 데 사용되는 금속보다 녹는 점이 낮습니다.
답변
죄송합니다. 여기에 댓글을 달았지만 질문에 더 직접적으로 대답하고 싶었습니다.
대장장이는 철과 강철을 녹이거나 산화시킬 수있는 “열”이 실제로 석탄 중앙의 공에 포함되어 있기 때문에 단조품을 녹이지 않습니다. . 사실, 석탄 “구조”를 유지하는 것은 대장장이에서 중요한 기술입니다.
더 명확히하기 위해 석탄 더미 중앙에 구멍이 있다고 상상해보십시오. 여기에서 온도가 2000F를 넘어서서 상승합니다. 석탄이 일종의 내화성 공으로 몰딩되어 열이 다시 반사됩니다.
예, 때로는 공이 떨어져 나가거나 잘못 구조화되어 있습니다. 공기 유입을 보호하는 철 배수구 덮개가 녹았습니다.
댓글
- 저기 ' 현대 fusio에서 이것에 대한 흥미로운 아날로그 n 원자로. 예를 들어 JET 에서는 태양의 중심 (그리고 실제로 우리 은하에 알려진 모든 것)보다 더 뜨거운 플라즈마의 얇은 고리가 자기 부상에 의해 제자리에 고정됩니다. . 링 자체는 접촉하는 모든 물질을 파괴 할 수있을만큼 뜨거우지만 열 복사 감소 (플랑크 '의 법칙 및 Stefan–Boltzmann 법칙에 따른 IRC)로 인해 과냉각 흑연을 사용할 수 있습니다. 3550 ° C 탄소 융점 내에서 잘 유지되는 원자로를 보호하기위한 패널.
답변
부상로를 사용하여 내화 세라믹 샘플을 최대 약 $ 3000 ~ ^ \ circ \ mathrm {C} $까지 가열합니다.연구용이므로 샘플은 작은 (2mm) 구슬입니다. 이들은 아르곤 제트에서 균형을 이루고 $ \ ce {CO2} $ 레이저로 가열됩니다.
다음은 기술에 대해 설명하는 논문입니다.
D. Langstaff, M. Gunn, G.N. Greaves, A. Marsing 및 F. Kargl, Rev. Sci. Instrum. ; 2013 , 84 , 124901. ( 거울 )
답변
고비 점 웅덩이에 떠서 녹일 수 있습니다. 더 조밀 한 금속 또는 쉽게 담을 수있는 공간에서. 또는 두껍고 활발하게 냉각 된 껍질을 만들어 그 안에 녹여 껍질의 일부도 녹일 수 있습니다. 마지막으로 실용적이지는 않지만 에어 제트를 사용하여 다른 물질에 매달린 다음 레이저 또는 과열 된 공기로 녹일 수 있습니다.
답변
여기에 다른 답변에 대한 두 가지 대안이 있지만, 대규모로 사용할 수 있는지 여부는 의문의 여지가 있습니다.
첫 번째는 금속을 담는 활성 냉각 용기와 도가니의 열을 기반으로하지 않고 금속에 에너지를 공급하는 방법이 있습니다. 많은 금속 증기 반응 (소규모 화학 연구에 사용)이이를 수행하고 충분한 전자총을 사용하여 내화성 금속까지 기화시키는 에너지. Malcolm Green s site 참조 (및이 항목 “초기 내화성 전이의 첫 번째 0가 화합물 합성 전자-총 금속 증기 합성 실험의 개발을 통한 금속 “).
다른 방법은 금속의 유도 가열을 사용하는 것입니다. 적절한 유도 코일이 금속 덩어리를 부상시키고 유도 된 와전류가 그것을 녹일만큼 충분한 에너지를 쏟아 붓기 때문에 이것은 때때로 용기 없이도 작동 할 수 있습니다. 알루미늄과 같은 비 내화성 금속에 대한 YouTube 동영상 이 많이 있지만이 원리는 용융이 높은 금속에도 여전히 적용됩니다.