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集成热管——把热管技术带入快速凝固领域的先锋
集成热管是一种新型热管，它利用封闭真空腔内饱和液体介质吸热汽化，凝结放热的相变过程来传递热量；它作为一个整体，具有小空间尺寸和大体表面积的技术特性。集成热管是一种径向热管。集成热管的特征是在热管内部设置冷凝体。这个冷凝体可以是热容体，也可以是散热体。作为热容体使用时，热容体一般采用小横截面、大体表面、大热容、高导热率的材料制成，置于管腔内，吸纳瞬间不连续热场，通过饱和蒸汽传递的热量。作为散热体使用时，散热体以冷流体流道形式穿过壳体，吸纳连续热场传递的热量，并由流道内流过的冷却介质将热量带走，能更好的满足瞬间“冻结”熔体合金微观组织结构的急冷散热要求，还能为熔体接触界面提供更低、 更稳定的温度场，使熔体合金获得更高凝固冷速，实现更大规模连续化生产。集成热管第一次把热管这个高效传热的技术引入到快速凝大模冷技术领域，必将使快速凝固合金这枝被称为“走向空间时代的材料和二十一世纪高科技材料”的时代之花结出丰硕之果。 （图片） 金属材料科学家和生产者的新希望
蓄热热管——对铜精制水冷急冷模传热的改进
蓄热热管是集成热管的一种结构形式。热管内的冷凝体是一组或若干组小模截面、大体表面、大热容、高热导率材料制成的热容体（而且相邻间隔合适），构成集成热管的另一种结构形式——蓄热热管。 图2是蓄热管式急冷模结构及传热原理。（图片） 蓄热热管式急冷模主要用来制取大块非晶材料。热管内的冷凝体用来吸纳熔体金属凝固冷却释放的热量，以保证真空腔内饱和蒸汽压力不至于太高，并保证液体介质始终处于一个比较低的汽化温度（1kg水汽化能够转移的热量相当于5.5kg铜从20℃升温到熔点所需的总热量,且相同容积的水每升温1℃比铜多吸纳17%的热量）。蓄热热管式急冷模有如下优点：
1、用合适的液体介质代替同体积的纯铜能获得更大的散热能力。
2、大块非晶制取多在真空下进行。水冷急冷模很容易带来麻烦，不用水冷散热的蓄热热管式急冷模能简化工作、减少麻烦。 （图片） （图片） （图片） （图片） 快速凝固金属模冷制备技术的新发展——
管束式热管……对熔体旋转冷体铜辊传热的改进
管束式热管是集成热管的一种结构形式。热管内部设置的冷凝体是若干组横截面是圆形的冷却水管，且水管沿热管轴线穿过热管两头端盖形成管束式热管。 见图1。（图片） 管束式热管作为冷体辊是这样工作的：凤有冷却水进出口和连接法兰的中心轴驱动管束热管式冷体辊飞速旋转，将管束真空腔内饱和液体介质甩在壳体（辊壳）内表面上，置于冷体辊上方的合金熔体喷注在壳体外表面，将凝固冷却的热量通过壳体传给真空腔内的液体介质，介质吸收热量迅速汽化，流向管腔内设置的冷凝体——冷却水管，在冷却水管的外表面凝结并释放潜热，并通过冷却水管传给管内流过的冷却水，最后由冷却水带走熔体合金凝固冷却的热量。饱和蒸汽在冷却水管上凝结，在离心力的作用下重新被甩在辊壳内表面上，重新吸收熔体合金凝固冷却释放的热量，周而复始、不断循环。失去热量的合金熔体迅速在辊轮表面凝固冷却，并以薄带形式向前抛去。人们获得连续不断的快速凝固金属薄带。优点：
1、相变传热使辊轮各点温度均匀而且更低，有利于提高熔体合金凝固冷速和改善金属微观组织结构。
2、辊轮散热面积在近似0热阻和近似0温差下增加了几倍到几十倍，系统传热不需要大的冷却水系统支持。
3、散热能力大大提高。适合连续的大规模生产，有利于提高生产率。 （图片） 热管传热技术的新突破——
内齿形腔热管……对熔体旋转冷体铜辊传热的改进
内齿形腔热管是集成热管的一种结构形式。热管内的冷凝体是一组轴线对称的多齿形横截面的冷却水管道，并且此冷却水管道穿过热管的两侧法兰，构成集成热管的另一种结构形式——内齿形腔热管。 图3是内齿形腔热管制作的冷体辊结构和传热原理图。内齿形腔热管冷体辊传热原理与管束式热管冷体辊相比，散热面积略小，但内齿形腔热管冷体辊加工制作更容易，而且工作时冷凝液的回流阻碍更少。（图片）
5/24/2005
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