Метод электромагнитной левитации как техника беcконтейнерного эксперимента
Л.В. Тороповаа,
Д.В. Александрова,б,
Э. Каов,
М. Реттенмайрб,
П.К. Галенкоа,б аУральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, просп. Мира 19, Екатеринбург, 620002, Российская Федерация бOtto-Schott-Institut für Materialforschung, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Löbdergraben 32 , Jena, 07743, Germany вCentre for Numerical Modelling and Process Analysis, University of Greenwich, London, Old Royal Naval College, Park Row, London, SE10 9LS, UK
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. В настоящей работе приводится расчетная аналитическая модель процесса левитации образца, рассматривается строение катушки электромагнитного левитатора и варианты ее оптимизации для проведения экспериментов. Проанализирована кинетика высокоскоростного затвердевания переохлажденных капель в камере электромагнитного левитатора.
Ключевые слова: Электромагнитная левитация, тепло-массоперенос, конвекция, затвердевание, дендрит, микроструктура, левитатор PACS:05.70.Fh, 05.70.Ln, 68.70.+w (все) DOI:10.3367/UFNr.2022.02.039159 Цитата: Торопова Л В, Александров Д В, Као Э, Реттенмайр М, Галенко П К "Метод электромагнитной левитации как техника беcконтейнерного эксперимента" УФН, принята к публикации
Поступила: 25 декабря 2021, доработана: 10 февраля 2022, одобрена в печать: 14 февраля 2022