Phương pháp tạo băng nguội nhanh thường được dùng để tạo hợp kim vô định hình. Nguyên tắc chung là dùng một môi trường lạnh thu nhanh nhiệt của hợp kim nóng chảy, do bị làm nguội nhanh hợp kim vẫn giữ nguyên trạng thái cấu trúc như chất lỏng (vô định hình). Phương pháp phổ biến hiện nay là phun hợp kim nóng chảy lên tang của một trống đồng quay nhanh.
Sơ đồ khối của công nghệ nguội nhanh được mô tả trên hình 2.3,băng nguội nhanh được tạo bằng thiết bị ZKG-1 (hình 2.4), vận tốc dài của trống quay trong thiết bị có thể thay đổi từ 5 đến 48 m/s.
Đặt hợp kim vào trong ống thạch anh có đường kính trong đầu vòi khoảng 0,5 mm và được đặt gần sát bề mặt trống đồng. Hợp kim được làm nóng chảy bằng dòng cảm ứng cao tần, sau đó được nén bởi áp lực của dòng khí trơ Argon và chảy qua đầu vòi, phun lên mặt trống đồng đang quay. Giọt
hợp kim được giàn mỏng và bám lên mặt trống đồng trong thời gian rất ngắn, nhiệt độ hợp kim giảm từ nhiệt độ nóng chảy xuống nhiệt độ phòng
Tốc độ làm nguội của hợp kim phụ thuộc vào tốc độ quay của trống đồng. Tốc độ chảy của dung dịch nóng chảy phụ thuộc vào kích thước vòi phun và áp suất khí nén. Hợp kim lỏng bị đông cứng lại khi tiếp xúc với trống đồng, sau đó văng khỏi mặt trống.
H nh . . Sơ đồ khối của hệ phun băng nguội nhanh đơn trục.
Một số lưu ý khi thực nghiệm
+ Buồng tạo băng phải được vệ sinh sạch sẽ trước khi phun, hợp kim được đánh sạch xỉ trước khi cho vào ống thạch anh.
+ Bề mặt trống đồng phải được vệ sinh sạch, đạt độ nhẵn, độ bóng cao để đảm bảo hợp kim nóng chảy không bị bám vào mặt trống.
+ Đóng mở van xả khí đẩy hợp kim lỏng và van xả khí trơ vào chuông trong quá trình hút chân không để tránh không khí còn trong ống dẫn.
Hình 2.4. Thiết bị phun băng nguội nhanh ZKG-1. 1. Bơm hút chân không 4. Trống đồng 2. Buồng mẫu 5. Vòng cao tần 3. Nguồn phát cao tần 6. Ống thạch anh
Trong luận văn này mẫu băng Mn-Bi được tạo thành với các tốc độ trống quay là 10 m/s, 20 m/s, băng nguội nhanh được bảo quản trong môi trường chân không để tránh sự oxi hóa.