침묵의 열역학: 불활성 기체가 진공 장벽을 깨뜨리는 방법

보온병의 역설

고온 처리에는 근본적인 모순이 있습니다.

첨단 소재를 보호하기 위해 진공 상태에서 가열합니다. 공기를 제거함으로써 산소를 제거하여 금속이 타거나 변색되지 않도록 합니다. 완벽하고 조용한 공허를 만듭니다.

하지만 진공은 또한 세상에서 가장 좋은 단열재입니다. 보온병입니다. 열을 내부에 유지하도록 설계되었습니다.

이것은 물리학적 문제를 야기합니다. 사이클이 완료되고 합금이 1,200°C에 도달하면 어떻게 냉각시킬까요?

열 복사에 의존하여 단순히 열이 공허 속으로 사라지기를 기다린다면 공정은 극도로 느립니다. 또한 고르지 않습니다. 가장자리는 냉각되는 동안 중심부는 녹아 있습니다. 민감한 야금학의 경우 이러한 편차는 치명적입니다.

이를 해결하기 위해 엔지니어는 화학 반응을 깨뜨리지 않고 진공을 깨뜨려야 합니다.

그들은 불활성 기체 기술을 사용합니다.

불활성 기체(아르곤 또는 질소 등)를 단순히 보호막, 즉 산화를 방지하는 보호 담요로 생각하는 경우가 많습니다.

하지만 현대적인 급랭로에서 가스는 보호막이 아닙니다. 그것은 운송 수단입니다.

이 시스템은 강제 대류의 원리로 작동합니다. 진공은 열을 전도할 수 없으므로 할 수 있는 매체를 도입합니다. 가스는 고속 컨베이어 벨트 역할을 하여 작업물에서 열 에너지를 물리적으로 흡수하여 운반합니다.

이 시스템의 아키텍처는 순환적이고 공격적입니다. 세 가지 기계적 기둥에 의존합니다.

사이클은 몇 초 안에 완료됩니다.

왜 이런 수고를 할까요? "빠른" 것이 "느린" 것보다 왜 더 좋을까요?

야금학에서 시간은 재료입니다.

합금의 물리적 특성(경도, 연성, 강도)은 냉각 단계에서 잠기는 경우가 많습니다. 이를 급랭이라고 합니다.

강철을 천천히 냉각하면 결정 구조가 이완됩니다. 부드러워집니다. 빠르게 냉각하면 구조를 특정 상태로 고정하여 단단하게 만듭니다.

불활성 기체 냉각이 없는 진공로는 둔탁한 도구입니다. 가열만 할 수 있습니다. 하강을 제어할 수 없습니다.

가변 유량 불활성 기체 시스템을 사용하면 작업자가 레시피에 필요한 정확한 냉각 곡선을 설정할 수 있습니다. 더 이상 물리학이 일어나기를 기다리는 것이 아니라 명령하는 것입니다.

이 폐쇄 루프 시스템에는 두 번째로 똑같이 중요한 이유가 있습니다: 산화.

고온에서 금속은 산소와 결합하려는 화학적 욕구가 강합니다. 냉각 중에 소량의 공기라도 도입되면 티타늄 또는 항공 우주 초합금 배치가 즉시 망가질 것입니다.

아르곤과 같은 귀금속을 사용함으로써 우리는 유체의 열 전도성을 얻으면서 진공의 화학적 순도를 유지합니다.

구성 요소가 프로세스 결과로 어떻게 변환되는지 보여줍니다.