Метод электромагнитной левитации как техника беcконтейнерного эксперимента

Л.В. Торопова^†^а, Д.В. Александров^‡^а, Э. Као^§^б, М. Реттенмайр^в, П.К. Галенко^*^в
^аУральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, просп. Мира 19, Екатеринбург, 620002, Российская Федерация
^бCentre for Numerical Modelling and Process Analysis, University of Greenwich, London, Old Royal Naval College, Park Row, London, SE10 9LS, UK
^вOtto-Schott-Institut für Materialforschung, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Löbdergraben 32 , Jena, 07743, Germany

Электромагнитная левитация является методом бесконтейнерной высокотемпературной обработки металлических, полупроводниковых и сплавных образцов. Этот метод широко применяется для исследования теплофизических и термохимических свойств жидких расплавов, а также кинетики их кристаллизации. Переменное электромагнитное поле приводит к появлению индукционного тока внутри образца, в результате возникает сила Лоренца, направленная противоположно силе гравитации. Сила Лоренца поднимает образец, который благодаря прохождению через него тока нагревается и расплавляется в левитационной камере. Приводится расчётная аналитическая модель процесса левитации образца, рассматриваются строение катушки электромагнитного левитатора и варианты её оптимизации для проведения экспериментов. Проанализирована кинетика высокоскоростного затвердевания переохлаждённых капель в камере электромагнитного левитатора.

Ключевые слова: электромагнитная левитация, тепломассоперенос, конвекция, затвердевание, дендрит, микроструктура, левитатор
PACS: 05.70.Fh, 05.70.Ln, 68.70.+w (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2022.02.039159
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2023/7/e/
Web of Science

001097028100005
Scopus

2-s2.0-85164794205
ADS NASA

2023PhyU...66..722T
Цитата: Торопова Л В, Александров Д В, Као Э, Реттенмайр М, Галенко П К "Метод электромагнитной левитации как техника беcконтейнерного эксперимента" УФН 193 770–782 (2023)

BibTex

BibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Русский

English

%0 Journal Article
%T Метод электромагнитной левитации как техника беcконтейнерного эксперимента
%A Л. В. Торопова
%A Д. В. Александров
%A Э. Као
%A М. Реттенмайр
%A П. К. Галенко
%I Успехи физических наук
%D 2023
%J Усп. физ. наук
%V 193
%N 7
%P 770-782
%U https://ufn.ru/ru/articles/2023/7/e/
%U https://doi.org/10.3367/UFNr.2022.02.039159

Поступила: 25 декабря 2021, доработана: 10 февраля 2022, одобрена в печать: 14 февраля 2022

English citation: Toropova L V, Alexandrov D V, Kao A, Rettenmayr M, Galenko P K “Electromagnetic levitation method as a containerless experimental technique” Phys. Usp. 66 722–733 (2023); DOI: 10.3367/UFNe.2022.02.039159