Op de Renaissance-beurs een paar jaar geleden keek ik naar een smid die metaal in vormen smeedde. Gedurende deze tijd kwam er een heel vreemde vraag bij me op. Ik vroeg me af waar de oven van gemaakt was. Mijn logica stelde dat, waar de oven ook van gemaakt was, een hoger smeltpunt moest hebben dan de materialen die hij aan het smelten was. Dit veranderde al snel in een elementaire wapenwedloop, resulterend in een vreemde vraag: hoe smelten we dingen zoals vuurvaste metalen (meer specifiek degene met het hoogste smeltpunt), zodat we andere dingen erin kunnen smelten.
Nu weet ik dat (om een of andere vreemde reden begrijp ik het niet) snelle afkoeling de sterkte van een item kan beïnvloeden. Is er een vergelijkbare eigenschap om het smeltpunt te manipuleren?
Opmerking: mijn huidige beste gok (zoals kan worden gedaan om wapens moeilijker te maken) is dat we twee elementen nemen, ze smelten, en de resulterende verbinding heeft een hoger smeltpunt.
Opmerkingen
- De mate van positieve reactie hierop zorgt er niet alleen voor dat ik me niet dom voel voor mijn vraag, maar ook dat ik van binnen een vaag gevoel krijg. Dank je.
- Het vat dat het metaal vasthoudt ‘ t moet zo heet zijn als het metaal zelf als je een andere manier hebt om energie in het metaal te krijgen. Sommige vuurvaste metalen kunnen worden verdampt uit gekoelde containers door elektronenstralen of andere energie te richten bronnen in het metaal (niet voor smelten op grote schaal, maar vaak gebruikt in synthese- of dampafzettingsprocessen).
Antwoord
De smelt van wolfraam Ing punt van 3422 ° C is het hoogste van alle metalen en de tweede alleen voor koolstof (3550 ° C) onder de elementen. Dit is de reden waarom wolfraam wordt gebruikt in raketmondstukken en reactorbekledingen. Er zijn vuurvaste keramiek en legeringen met hogere smeltpunten, met name $ \ ce {Ta4HfC5} $ met een smeltpunt van 4215 ° C, hafniumcarbide bij 3900 ° C en tantaalcarbide bij 3800 ° C.
Koolstof kan niet worden gebruikt om gesmolten wolfraam vast te houden, omdat ze zullen reageren om wolfraamcarbide te vormen. Soms zijn gietlepels en smeltkroezen die worden gebruikt om materialen met een hoog smeltpunt zoals wolfraam te bereiden of te vervoeren, bekleed met de verschillende hoger smeltende keramiek of legeringen. Typerend worden wolfraam en andere vuurvaste materialen vervaardigd in een niet-gesmolten toestand. Er wordt een proces gebruikt dat bekend staat als poedermetallurgie . Dit proces maakt gebruik van 4 basisstappen:
- poederproductie – er zijn verschillende technieken beschikbaar om kleine deeltjes van het te bewerken materiaal te genereren
- poedermenging – routineprocedures worden gebruikt om meng de samenstellende deeltjes tot een uniform mengsel
- verdichten – het gemengde poeder wordt in een vorm gedaan en onderworpen aan hoge druk
- sinteren – het verdichte materiaal wordt blootgesteld aan hoge temperaturen en een beetje van binding treedt op tussen deeltjes.
Opmerkingen
- Materialen zoals wolfraam kunnen ook worden gevormd door middel van elektrochemische bewerking (ECM) of bewerking met elektrische ontlading (EDM).
- Ta4HfC5 is niet ‘ t technisch gezien een legering. Het is een keramiek (een mengsel van tantaal en hafniumcarbiden). Wolfraam heeft het hoogste smeltpunt van alle metalen of legeringen. Legeringen hebben doorgaans een lager smeltpunt dan de metalen die worden gebruikt om ze te vormen.
Antwoord
Sorry, kan “t geef hier een opmerking, maar ik wilde je vraag directer beantwoorden.
Smeden vermijden het smelten van hun smederijen omdat de “hitte” die ijzer en staal kan smelten of oxideren, feitelijk in een bal in het midden van de steenkool zit. . In feite is het handhaven van de “structuur” van de steenkool een belangrijke vaardigheid bij het smeden.
Om het beter te verduidelijken, stelt u zich een holte in het midden van een stapel steenkool voor. warmte kaatst terug in zichzelf door het vormen van kolen tot een soort vuurvaste bal.
En ja, soms valt je bal uit elkaar, of heb je m slecht gestructureerd – en dan merk je dat de worp ijzeren afvoerdeksel dat uw luchtstroominlaat beschermt, is doorgesmolten.
Opmerkingen
- Er is ‘ is een interessante analoog hiervan in moderne fusio n reactoren. In JET wordt bijvoorbeeld een dunne ring van plasma heter dan de kern van onze zon (en inderdaad alles wat bekend is in onze melkweg) op zijn plaats gehouden door magnetische levitatie . Hoewel de ring zelf heet genoeg is om materiaal dat het aanraakt te vernietigen, kunnen ze door de afname van thermische straling (iirc vanwege de wet van Planck ‘ en de wet van Stefan-Boltzmann) onderkoeld grafiet gebruiken panelen om de reactor te beschermen en ruim binnen het ° C smeltpunt van koolstof te blijven.
Antwoord
We gebruiken een zwevende oven om monsters van vuurvast keramiek te verwarmen tot ongeveer $ 3000 ~ ^ \ circ \ mathrm {C} $.Het is voor onderzoeksdoeleinden, dus de monsters zijn kleine (2 mm) kralen. Deze worden uitgebalanceerd op een argonstraal en verwarmd met $ \ ce {CO2} $ lasers.
Hier is een artikel waarin over de techniek wordt gesproken:
D. Langstaff, M. Gunn, G. N. Greaves, A. Marsing, en F. Kargl, Rev. Sci. Instrum. ; 2013 , 84 , 124901. ( Spiegel )
Antwoord
Je zou ze kunnen smelten drijvend op een plas met een hoog kookpunt dichter metaal, of in een ruimte waar ze gemakkelijk kunnen worden ingesloten. Of je zou een dikke, actief gekoelde schaal kunnen maken en deze erin kunnen smelten, waarbij ook een deel van de schaal wordt gesmolten. Ten slotte is het waarschijnlijk niet erg praktisch, maar je zou een luchtstraal kunnen gebruiken om vervolgens uit de buurt van andere materie te blijven hangen en ze vervolgens te smelten met lasers of oververhitte lucht.
Antwoord
Er zijn twee alternatieven voor de andere antwoorden hier, maar of ze op grote schaal kunnen worden gebruikt, is de vraag.
De eerste is om een actief gekoeld vat om het metaal vast te houden en een methode om energie in het metaal te krijgen die niet is gebaseerd op de warmte van de smeltkroes. Veel metaaldampreacties (gebruikt voor kleinschalig chemisch onderzoek) doen dit en bieden voldoende energie om zelfs vuurvaste metalen te verdampen met behulp van elektronenkanonnen. Zie de site van Malcolm Green “s site (en dit item” De synthese van de eerste nulwaardige verbindingen van de vroege, vuurvaste overgang metaal via de ontwikkeling van het elektronenkanon metaaldampsynthese-experiment “).
De andere methode is om inductieve verwarming van het metaal te gebruiken. Dit kan soms zelfs zonder vat werken, omdat een geschikte inductieve spoel de klomp metaal laat zweven en de geïnduceerde wervelstromen er voldoende energie in dumpen om het te smelten. Er zijn tal van youtube-videos hiervan met niet-vuurvaste metalen zoals aluminium, maar het principe zou nog steeds moeten werken voor hoogsmeltende metalen.