Igbt 誘導溶解炉で使用されるるつぼ材料とは？金属溶解性能の最適化

誘導溶解炉、特にIGBTアプリケーションに使用される炉では、溶解金属との化学的安定性を維持しながら極端な温度に耐えることができる材料から作られたるつぼが必要です。るつぼ材料の選択は、金属の融点、反応性、および純度要件に依存します。一般的な選択肢には、高純度黒鉛、黒鉛粘土、酸化マグネシウム、コランダム、ジルコン、バダン黒鉛粘土などがあり、それぞれ特定の金属グループと産業ニーズに適しています。

キーポイントの説明

高純度黒鉛粘土るつぼ
- 金属:金、銀、プラチナは融点が高い（2600℃まで）ので最適。
- 容量:通常、1～6kgを取り扱い、小規模または高純度アプリケーションに適している。
- 利点:熱伝導性に優れ、熱衝撃に強く、コンタミネーションを最小限に抑えます。
標準黒鉛るつぼ
- 金属:金、銀、銅、アルミニウム、錫、鉛に使用。
- 容量:大型タイプ（3～300kg）は工業規模の溶解に対応。
- 考慮事項:費用効率が高いが、反応性の高い金属にはライナーが必要な場合がある。
セラミックベースのるつぼ (酸化マグネシウム、コランダム、ジルコン)
- 金属:鉄、白金、鋼、超合金に適する。
- 容量:3～100kgの範囲で、航空宇宙産業や原子力産業でよく使用される。
- 特性:高い耐火性と化学的不活性。ジルコニウムやハフニウムのような反応性金属に不可欠。
バダン黒鉛粘土るつぼ
- 金属:金、銀、銅、アルミニウム、錫、鉛に対応。
- 容量:3～2000kgまで拡張可能で、大量生産に最適。
- 耐久性:ヘビーデューティーな溶融作業での長時間の使用に耐える、強化された構造的完全性。
特殊用途
- 真空誘導溶解(VIM):ジルコニアまたはアルミナるつぼを使用し、航空宇宙およびエレクトロニクス分野の超高純度合金を製造。
- 反応性金属:不活性ガスまたは真空環境が必要で、酸化を防ぐためにセラミックるつぼが必要。
誘導炉の利点
- 精度:電磁誘導方式により、均一な加熱と温度制御を実現。
- 純度:低酸素環境とオーダーメードのるつぼにより、金属汚染を最小限に抑えます。

高度な材料加工には mpcvdマシンは、高純度合成を可能にすることで、これらのシステムを補完するものであるが、金属固有の性能を発揮するためには、依然としてるつぼの選択が基礎となる。

実践的洞察:るつぼを選択する際には、金属だけでなく、操作規模や環境制御も考慮する。

総括表：

るつぼ材料	金属に最適	容量範囲	主な利点
高純度グラファイトクレイ	金、銀、プラチナ	1-6 kg	熱伝導率が高く、コンタミネーションが少ない
標準グラファイトクレイ	金、銀、銅、アルミ等	3-300 kg	コスト効率に優れ、産業用に拡張可能
セラミック（MgO、コランダムなど）	鉄、白金、鋼、超合金	3-100 kg	高い耐火性、反応性金属に不活性
バドゥン黒鉛粘土	金、銀、銅、アルミなど	3-2000 kg	耐久性に優れ、重作業に最適

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