镇静钢锭热过程数学模拟及帽口优化设计

D0I:10.13374/i.is8n1001053x.1991.03.020 第13卷第8期 北京科技大学学报 Vol.13 No.3 1991年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 1991 镇静钢锭热过程数学模拟及帽口优化设计 韩凝·金山同·包燕平·白峰“ 摘要：通过数值计算方法，建立了镇静铜淀热过程的数学模型，并通过现场的实际测 定对其进行了修正。在模拟计算中，选用固相线温度做为治金指标，综合考虑了榄铸系统参 数及浇注工艺参数，评估了帽口和发热剂设计及浇注工艺对锅锭凝固的影响。 关键词：镇静钢锭，数学模拟，帽口，优化设计 Mathematical Model of the Heat Transfer and Optimization of Cap Section Design in Killed-Steel Ingot Han Ning'Jin Shantong·Bao Yanping·Bai Fang… ABSTRACT:Based on numerical methods,a mathematical model of two-dimens- ional unsteady heat transfer is developed to simulate the heat transfer of ki- lled ingot,and verified by the experiment measurment in a factory.In the model,the temperature of the solidus is a metallurgical index,and the para- 2 meters of system and operation are considered.So it is possible to consider the effect of cap section,heat agent,and operation on killed ingot solidfiction in the whole. KEY WORDS:killed ingot,mathematical model,cap section,optimization de- sign 1990一12-一20收稿 ·治金系(Department of Metallurgy) ··首都钢铁公司(Shoudu Iron and Stecl Company) 207

第 卷第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 。 毯 马 镇静钢锭热过程数 学模拟及帽 口 优化设计 韩 凝 ‘ 金 山同 ‘ 包燕平 ’ 白 峰 摘 要 通 过 数值 计 算 方法 ， 建 立 了镇静钢锭热 过 程的数 学 模型 ， 并通 过 现场的 实 际 侧 定对其进 行 了修正 。 在模拟计算中 ， 选用 固相线温度做为 冶金指标 ， 综合考虑 了模铸系统 参 数及浇注 工艺参数 ， 评佑 了帽 口 和发 热剂 设计及浇注工 艺对钢锭凝 固的影响 。 关健 词 镇静钥锭 ， 数学模拟 ， 帽 口 ， 优化设计 一 夕 ， 拄 拄 拄 夕 。 作 ‘ 夕 。 ” 夕 二 爪 ， 一 五 ， · ， ， ， ， ， 犯 ， ， 一 一 收稿 · 冶金 系 ， ， 首都钢铁公司 皿 ﹄山乃 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1991．03．020

当前，提高镇静钢锭成坯率仍是一亟待解决的问题。长期以来，帽口、发热剂、保护渣 的选择与设计一直处于实验、半经验状态1)。因此，这使新型产品的开发延缓和成本增加。 随着计算机技术的进步，特别是在Saijanti和Slack(23的工作以后，钢锭凝固过程的数学 模型研究这一课题被人们所重视。近来，模型的研究已经逐渐转向带有热帽钢锭的凝固，以 达到提高成坯率的目的。人们认识到发展钢锭帽口系统优化设计数学模型的必要性，钢锭凝 固过程的数学模型是预测钢锭凝固前沿、偏析、缩孔等缺陷，以及进行工艺设计的重要依 据。 本文通过数值计算方法，计算不同工艺条件下钢锭内部温度场变化及固相线发展趋势以 及进行帽口系统优化设计的基本准则。 1数学模型的建立 模注中钢水的凝固，实际上是一个复杂的三维问题，涉及到传热、传质、相变及钢水流 动，在实际生产中密度、化学成分、帽口特征、发热剂…等很多因素都影响到钢水凝固。 因此掌握其影响规律，有必要对实际问题做一些合理的假设和简化，以建立钢水赛固的数学 模型。这些假设为： （1)假定为轴向对称，将三维问题转化为二维问题： (2)忽略钢水凝固过程中的自然流动： (3)浇注在瞬间完成，钢液迅速充满锭模。因钢水粘性滞后时间相对较小，因此收缩发 生时，所形成的空隙立即为钢水充满： (4)钢水理想凝固。即钢锭热物理参数是各向同性的，仅作为温度的函数。 1.1传热方程 假设凝固过程钢水是静止的，则传热方式为传导，使问题大大简化。二维方形钢锭的不 稳定传热在柱坐标下可由下式描述： ∂T/dr=H/pC。+a(d2T1òr2+1/r.òT/dr+dT/0z2) (1) 1.2初值及边值条件 (1)钢水与帽口假定钢与帽口紧密结合，它们之间不产生气隙。因此，其边界是连续 方程： K.(oT/on).=K:(oT/on) (2) (2)帽口与大气（锭模与大气）系统表面与大气间换热是以辐射、对流两种方式进行 的，其热流用下式表示： e=h(T-T.i)+F12.8.0(T4-Tii) (8) (3)钢锭表面由于钢锭凝固收缩及锭模受热膨胀，浇注一段时间后，在钢锭及模壁间 产生间隙，因此其边值条件如下两种形式： 在气隙形成前：-K0T,/dn=KmoTm/dn (4) 208

当前 ， 提 高镇静钢锭成坯率仍是一巫待解决的问题 。 长期以来 ， 帽 口 、 发热 剂 、 保 护渣 的选择与 设计一直处于实验 、 半经验状态 〔 ‘ 〕 。 因此 ， 这使新 型 产品 的开 发延缓和成本增加 。 随着 计算机技术的进步 ， 特别是在 和 〔 “ 〕 的工作 以后 ， 钢锭凝固过程 的 数学 模型研究这一课题被人 们所重视 。 近来 ， 模型 的研究 已 经逐渐转 向带有热 帽钢锭 的凝 固 ， 以 达到提 高成坯率的 目的 。 人 们认识到发展钢锭帽 口系 统优化设计数学模 型的必要性 ， 钢锭凝 固过程 的 数学模型 是预测钢锭凝 固前沿 、 偏析 、 缩孔 等缺陷 ， 以及进行工 艺设 计 的 重 要依 据 。 本 文通 过数值 计算方法 ， 计算不 同工 艺条件下钢锭 内部温 度场变化及 固相线 发展趋势 以 及进行 帽 口 系统优化设计的 基本准则 。 数学模型的建立 模 注 中钢水 的凝 固 ， 实际上是一 个复杂的三维 间题 ， 涉及到传热 、 传质 、 相 变及钢水 流 动 ， 在实际生 产 中密度 、 化学成分 、 帽 口 特征 、 发热 剂 · 一等很多因素都影响到钢水凝 固 。 因此掌握其影响规律 ， 有必要对实际问题做一些 合理 的假设和简化 ， 以建立钢水凝 固的 数学 模型 。 这些假设为 假定为轴 向对称 ， 将三维问题转化为二维问题 忽略 钢水凝 固过程 中的 自然 流动 浇注在瞬间完成 ， 钢液迅速充满锭模 。 因钢水粘性滞后 时间相对较小 ， 因此收 缩发 生 时 ， 所形成的空隙立即为钢水充满 钢 水理想凝固 。 即钢锭热物理 参数是各向同 性的 ， 仅作 为温度的函数 。 传热方程 假设凝 固 过程 钢 水是静止的 ， 则传热 方 式为传 导 ， 使 问题大大简化 。 二维 方形钢锭 的不 稳定传 热在柱坐 标下 可 由下 式描述 丁 ， “ “ 十 · 犷 口“ “ 初 值及边 值条件 钢 水与 帽 口 假定钢与 帽 口 紧密结合 ， 它 们之 间不 产生气隙 。 因此 ， 其边界是连续 方程 。 。 帽 口 与 大气 锭模与大气 系 统表面 与 大气间换热是 以辐射 、 对流两种方式进行 的 ， 其热流 用 下式表 示 。 一 。 ， ， · 。 · 一 ‘ 一 之 钢锭表面 由于 钢锭凝 固收缩及锭模 受 热膨胀 ， 产生 间隙 ， 因 此其边值 条 件如下 两种形 式 在气隙形成前 一 。 ， 如 沪 二 。 。 浇注 一段 时 间后 ， 在钢锭及模壁 间

在气隙形成后：-Ks∂T.i∂n=(1-n)K:mdT/∂r)+F。mg(T:-T) (5) (4)模内表面 有气隙：-KmOTm/dn=K,dT。/dn (6) 无气隙：-KOT/dn=(1-n)·KsmT/on+7F,mo(T盘-T) (7) (5)锭模与底盘在计算时，这类边界条件的准确性相对来说不很敏感。因此，边界条 件近似取为(2)。 (6)钢锭头部帽口边界钢锭头部的热状态与所采用的帽口系统有直接联系，并影响到 凝固后的缩孔形状，其准确性对预测钢锭头部缩孔是很重要的，这一边界条件可由实验室内 浇铸材料热特性测试仪上测得，即功率损失曲线： W=形(x) 分别对发热剂及发热型帽口和绝热型帽口进行了热特性测定，并对其回归处理，得到如下关 系式： 发热剂：Q(0)=1.0047t-0.2277t2+0.0159t3-0.35×10-8t4+2.3572(kW/min) (8) 发热帽：Q(1)=1.459t-0.274t2+0.01853t3-0.532×10-3f4+0.554×10-5t5 +1.029t8+0.47661(kW/min) (9) 绝热帽：Q(3)=0.57666t-0.10117t2+0.59×10~2t8-0.1149×10-314 +2.3565(kW/min) (10) 初值条件如下，由于假定浇注是在瞬时内完成，钢液初始温度取为浇注温度，锭模初始 温度为： 即t=0时 T:=T9: T=T 1.3求解 采用了有限差分法，显式方法进行了计算，为简化计算，从纵向剖面看，将钢锭身部简 化为矩形，而将钢锭头部取为梯形。 以某厂630kg锭为原型进行实验，其几何尺寸如图1及表1所示。在工厂测定了凝固过 程中钢锭表面温度的变化（图2），以此对模型做了修正，运算是在IBM-AT机上进行，运 表1 钢锭及模型几何尺寸，mm Table 1 Geometric dimension of ingot and the model,mm 尺寸 R1 R2 Rs R4 H1 H2 H3 原型 110 150 120 130 公 1050 横型 100~120 100-120 180-200 180-200 40-130 5 1050 209

在气隙形成后 一 。 彻 一 妇 。 沪 厂 个 ‘ 扩 念一 劫 模 内表面 有气隙 一 沪 而 ， 无气隙 一 二 · 口 二 如 二 一 们 · 。 脚 ” 个 扩 盘一 盒 锭模与底盘 在 计算 时 ， 这类边界条件的准确 性相 对来说不 很 敏感 。 因此 ， 边界条 件近似取 为 。 钢锭头 部帽 口 边界 钢锭头 部的热状态 与 所采 用 的 帽 口 系 统 有直接 联系 ， 并影 响到 凝 固后 的缩孔 形状 ， 其准确性对预测钢锭头部缩孔 是 很重要的 ， 这 一边界条件可 由实验室内 浇铸材 料热特性 测试仪上测得 ， 即功率 损失 曲线 平 丁 分别对 发热剂及 发热 型 帽 口 和绝 热型 帽 口 进行了 热特性测 定 ， 并 对其回 归 处理 ， 得到如 下 关 系式 发热剂 一 。 。 “ 。 一 “ 一 一 “ 。 发热帽 理 一 。 。 “ 一 。 一 。 一 “ ” “ 。 。 。 绝 热帽 二 。 一 。 “ 。 一 “ “ 一 。 一 。 初值条 件如 下 ， 由于假定浇注是在 瞬时内完成 ， 钢 液初始温度取为浇注温度 ， 锭模初始 温 度为 即 二 时 全 。 二 盆 。 求解 采用 了有限差 分法 ， 显式方法 进行 了计算 ， 为简化计算 ， 从纵向 剖面看 ， 将钢锭 身部简 化 为矩形 ， 而将钢锭头部取 为梯形 。 以某厂 锭 为原型进行实验 ， 其几何尺寸如 图 及表 所示 。 在工厂 测 定了凝固过 程 中钢锭表面温度的变化 图 ， 以此对模 型做了修 正 ， 运 算是在 一 机上进行 ， 运 表 钢锭及模型几何尺 寸 ， 爪 ， 坦 尺 寸 原 型 模 型

表2实验条件 Table 2 Experimental conditions 序号 发热剂 发热帽 绝热帽 浇高，m V帽严总 图 号 1 0.175 5.3% 图3(a) 2 0.135 3.4% 图3(b) 3 0.175 7.9% 图5 4 0.09 4.7% 图4(a) 5 0.135 6.4% 图未列出 6 0.09 4.7% 图4(b) 1000 900 800 Distanee between mcasuring spot to mold bottom 700 ●1m 00.75m 600 90.5m 0 10 2030405060 R Time/min 图2600kg钢锭浇注过程中锭模表面温度变化 图1钢锭几何尺寸 Fig.3 Variation of mold surface tempa- Fig.I Gcometric dimensions of ingot rature in 600kg ingot casting proccss 行一次约25min,实验条件如表2所示。 2 结果及讨论 在凝固的不同阶段，凝固前沿的位置是不断地变化着，固相线位置随时间的变化规律反 映了实际的凝固传热特征，也决定了凝固终点钢锭头部缩孔的形状。因此，选择固相线温度 做为冶金指标。在模拟计算中输入模铸系统参数及浇注工艺参数，从而评估帽口及发热剂设 计以及浇注工艺对钢锭凝固的影响。 2,1工艺条件 (1)浇注温度：钢水浇注温度通常为1823K。当浇注温度过高时，钢锭凝固速度降低， 凝固时间咯有增加。但结果表明，在炼钢温度范围内，浇注温度的变化，对全凝时间影响不 大。 (2)浇高：浇高对于偏析及缩孔的位置有很大影响，它直接影响到钢锭的切头率。当采 用发热剂及发热帽口进行浇铸，浇高为0.135m时，凝固进行到30min,凝固前沿位置达到帽 210

表 实 验 条 件 序 号 发 热 剂 发 热 帽 绝 热 帽 浇 高 ， 犷 帽 犷 总 图 号 几口通︸了︸ 写肠 … ， 匕性︹勺月一月 侧 训 。 。 。 。 。 一 图 图 图 图 图未 列 出 图 召亿训订 侧亿召记 口、 ，明曲，峪‘ 汀 一 盆 乏 ， ， 乏 。 。。端﹄︸蘸曰叩 。。 ， 口又 犷 图 钢锭 几何尺寸 。 压 图 钢锭浇注过 程中锭模表面温 度变化 边 行一次约 ， 实验条件如表 么所示 。 结果及讨论 在凝 固的不 同 阶段 ， 凝 固前沿的 位置 是不 断 地变化着 ， 固相线位置随 时间的 变化规律反 映 了实际的凝 固传热特征 ， 也决定了凝固终点 钢锭 头部缩孔 的形状 。 因 此 ， 选择 固相线温度 做为冶金指标 。 在模拟计算 中输人模铸系 统参数及浇注工 艺参数 ， 从而 评估帽口 及 发热剂设 计以及浇注工 艺对钢锭 凝 固的影 响 。 。 工艺条件 浇注温度 钢水浇注温度通常为 。 当浇注温度 过高时 ， 钢锭 凝 固速度降低 ， 凝 固时间略 有增加 。 但结果表 明 ， 在炼钢温度范围内 ， 浇注温度的变化 ， 对全凝时 间影响不 大 。 浇 高 浇 高对于偏析及缩孔 的位置 有很大影 响 ， 它直接影响到 钢锭 的 切头率 。 当采 用 发热剂及 发热帽 口 进行浇铸 ， 浇高为 。 时 ， 凝 固进行到 执 ， 凝 固前沿 位置达到帽

(a) (b) 图4带有发热和绝热帽口的600kg钢锭凝固固 图3带有发热桁口的600kg钢锭函相线随时间 相线随时间的变化 Fig.4 Variation of solidus on time (ingot 变化 weight:600kg,cap section (a)heat (a):浇高0.175m;(b):浇高0.135m cap (b)insulation cap) Fig.3 Variation of solidus on time (ingot weight 600kg,heat cap) 线。当进一步增大浇高至0.175m时，一方面 使凝固时间延长，同时，终点凝固位置明显上 移，从图3中可看出浇高的变化显著影响钢锭 a 后期凝固，说明：图3~图5中a、b、c、d、 e、f、g分别表示凝固进行到5,10,15,20， 25,30,35min时的固相线，而对钢锭前期凝 固影响很小。 2.2帽口设计 (1)材质：发热型帽口成分设计中最重要 的是控制发热元素的合理配入。不惜代价地增 加发热组分的含量，虽然使发热量增多，但会 加剧钢锭头部的偏析，发热量较低时，也会造 成凝固终点位置下移，见图4。 (2)帽口容积：一定的帽口容积是保证钢 图5带有发热帽口的600kg钢锭凝固固相线随 时间变化 锭头部补缩的必要条件。结果表明，当帽口容 Fig.5 Variation of soliduson time 积小于5%时，头部缩孔都达到了帽线位置， (ingot weight:600kg cap section: 产生一次缩孔或二次缩孔。对于一定的钢种、 heat cap) 锭型，选用合适的帽口及覆盖剂，对600kg锭 211

卜矛 三和刀才 。 川刁︶ ， 而… 了矛 ，洲 了卜，夕矛 。 丫儿万夕了 图 带有发热帽 口 的 钢锭 固相线 随时 间 变化 浇 高 二 浇高 。 一 功 泛 ， 色 呈 节 笙 卜 ， 线 。 当进一步增大浇高至 。 时 ， 一方 面 使 凝 固时 间延长 ， 同时 ， 终点凝固位置 明显上 移 ， 从图 中可看出浇高的变化显著影响钢锭 后期 凝固 ， 说 明 图 一 图 中 、 、 、 、 、 、 分别 表示凝固进行到 ， ， ， ， ， ， 扭 时的 固相线 ， 而 对钢锭前期凝 固影响很小 。 图 带有发热和绝热帽 口的 钢锭凝 固固 相线随时间的变化 凌 ， 〔 力 口 王 了 了 ， 。 帽 设计 材 质 发热型 帽口 成分设计中最重要 的是控制发热元素的合理配 人 。 不惜代价地增 加发热组分的含量 ， 虽然使发 热量增多 ， 但会 加剧钢锭头部的偏 析 ， 发热量较低时 ， 也会造 成凝固终 点位置下移 ， 见 图 。 帽 口 容积 一定的帽 口 容积是保证 钢 锭头部补缩的必要条件 。 结果表 明 ， 当帽 口 容 积小于 时 ， 头部缩孔都达到 了帽线位置 ， 产生一次缩孔或 二次缩孔 。 对于一定的钢种 、 锭型 ， 选 用 合 适的 帽 口 及覆盖剂 ， 对 锭 图 带有发 热帽 口 的 钢锭 凝固 固相线 随 时 间变化 呈 玉 几

型在帽口容积为7.9%时得到了较好的凝固缩孔形状，见图5。 2.3钢锭帽口的设计 钢锭帽口的设计包含了帽口材质、形状、儿何尺寸以及安装方式等内容。帽口质量好坏 不仅影响到钢锭头部缩孔的形状，也关系到钢锭头部表面质量及碳偏析和致密度。 要得到良好的钢锭头部形状，获得较高的成坯率不仅仅取决于帽口的设计，还要考虑生 产工艺，技术水平及模铸装备的影响。在帽口设计中，只有综合地考虑这些因素，才有可能 取得好效果。 因此在帽口设计工作中引入计算机辅助设计方法。建立了以钢锭凝固过程传热方程为基 础的数学模型。使用此模型时，首先将工艺条件、锭模参数、热物性参数、帽口设计及性能 测定结果输入计算机中，经过模拟计算，以固相线为指标，不断修正帽口设计，可以有效地 获得最佳帽口设计。采用此模型进行帽口设计，其特点显而易见。 (1)从总体上考虑各个因素的影响在研究中引入单方向炉测定材料的热特性，使得帽 口成分设计工作前进一步。但也存在局限性，根据所得热特性值，只能分别地考虑帽口、发 热剂的影响。而利用模型方法，不仅可以考虑两者的共同作用，同时也反映工艺条件变化带 来的影响。 (2)节省人力、物力、财力。 (3)做为工艺性试验的依据。 根据模型得到的结果仪做为一种可能性，可做为进一步试验的基础，最终的帽口设计仍 要由工艺试验验证。 3结 论 (1)基于传热方程所建立的模型，考虑了浇铸凝固过程影响钢锭头部微孔形状的诸因 素，并能充分反映不同帽口设计的影响。因此它是进行帽口优化设计的有力工具。 (2)将计算机辅助设计的方法引入镇静钢锭帽口系统设计工作中在我国仍是一新的尝 试，采用这种方法，并与钢锭模设计的工作结合起来，将会使国内提高钢锭的成坯率。 参考文献 1金山同等。第三届全国特钢铸锭会议文集，本溪：1983,102 2 Sarjant R J and Slack M R.Iron and Steel,1954,57:605 3冯俊小。北京钢铁学院硕士论文，1986 4 Blank J R.Steelmaking Proceedings,1984,135~156 5 Helliwell D P.Steelmsking Proceedings,1981 6 Harvey R L,et al.Solidification Technology in the Foundary and Cast- honse,Sept Worwick:1980,15~17 7韩凝，金山同。第一届全国青年治金工艺理论学术会议交流文献，北京：1986年11月 212

型在帽 口容积为 时得到 了较好 的凝 固缩孔形状 ， 见 图 。 钢锭帽 口 的设 计 钢锭帽 口 的设计包含 了帽 口材质 、 形状 、 几何尺寸以及安装方式等内容 。 帽 口质量好坏 不仅影响到钢锭头部缩孔 的形状 ， 也关系到钢锭头部表面质量及碳偏析和致密度 。 要得到良好 的钢锭头 部形状 ， 获得较高的成坯率不仅仅取决于帽 口 的设计 ， 还要考虑生 产工艺 ， 技术水平及模铸装备的影 响 。 在帽 口 设计中 ， 只 有综合 地考虑这些 因素 ， 才有可能 取得好效果 。 因此在帽 口设计工作 中引人计算机辅助 设计方法 。 建立 了以钢锭凝固 过程传热方程 为基 础 的数学模型 。 使用此模型时 ， 首先将工 艺条件 、 锭模参数 、 热物性参数 、 帽 口设计及性能 测定结果输入计算机 中 ， 经过模拟计算 ， 以 固相线为指标 ， 不 断修正帽口 设 计 ， 可 以有效地 获得最佳 帽 口 设计 。 采用此模型进行 帽 口 设计 ， 其特点显而易见 。 从总体上考虑各个因素的影 响 在研究 中引入单方向炉测定材 料的热特性 ， 使得帽 口 成分设计工作前进一步 。 但也存在局限性 ， 根 据所得热特性值 ， 只 能分别地考虑帽 口 、 发 热剂 的影响 。 而利用模型方法 ， 不仅可以考虑两者的共同作 用 ， 同时也反映工 艺条件变 化带 来 的影响 。 节省人 力 、 物力 、 财力 。 做为工艺性试验的依据 。 根据模型得到的结果仅做 为一种可能性 ， 可做为进一步试验的基础 ， 最终 的 帽 口 设计仍 要 由工 艺试验验证 。 结 论 基于传热方程所建立的模型 ， 考虑了浇铸凝 固过程影响钢锭头部微孔形 状 的 诸 因 素 ， 并 能充分反映不 同帽 口设计的影响 。 因此 它是进行 帽 口优化设计的有力工具 。 将计算机辅 助 设计的方法引人镇静钢锭帽 口系统设计工作 中在我 国 仍 是 一新的尝 试 ， 采用这种方法 ， 并与钢锭模设 计的工作结合 起来 ， 将会使 国内提 高钢锭的成坯率 。 参 考 文 献 金 山同等 第三届全国特钢铸锭会议 文集 ， 本 溪 ， ， ， 冯俊小 北京钢铁学院硕士 论文 ， 。 ‘ ， ， ， ， ， ， 韩凝 ， 金 山同 第一届全 国青年冶金工 艺理 论学术会议 交流文献 ， 北京 年 月

符号表 :法线方向： K:导热系数 q:热流通量： T:温度： F12:角度系数： T:时间 e:辐射率 H:钢的凝固#热， a:Steven常数， Cp:比热影 :辐射换热比例分数： p:密度： I:钢锭； S:钢： h:对流换热系数 【:耐火材料： m:锭榄 微观试样透射电镜薄膜的制备 透射电子显微镜是现代物理测试最重要的仪器之一。但是，应用透射电镜对物体进行研 究时，必须把试样制成电子束可以穿透的薄膜。 目前，国内外已有比较成熟的技术可以把相对宏观的试样制成透射电镜可以研究的薄 膜，但是还没有一种成熟的方法可以把微米尺寸的微观试样制成透射电镜薄膜。现在流行的 超薄切片技术在一定范围内已得到应用。但超薄切片法严重地损伤试样的原有组织，对较硬 和较脆的试样也不适用。 随着科学技术的发展，人们对观相的研究愈来愈重视。因此，寻找一种把微观试样制 成透射电镜薄膜的新方法是非常重要的。 微观试样透射电镜薄膜是把微观试样单层地嵌镶在一抛光的平面上，然后从两面进行减 薄而得到的。这一方法适用于尺寸大于14m的微观试样。如：宇宙尘埃、铸铁中的石墨相、 粉末治金中的粉末颗粒、碳纤维、金属和合金中的第二相等。 采用本技术制样具有设备简单、成本低、不损伤试样组织、薄膜厚度均匀、取位相对准 确、完整性好等特点。目前，这一方法已在一些领域里得到了推广应用，大大提高了研究水 平和工作效率，取得了显著的社会效益和经济效益。 213

符 号 表 导 热 系数 ， 温度 二 时 间， 钢的 凝固潜 热 比 热 密度 钢 耐火 材料 。 法 线方向 少 热流通 量 ， 角度系数 ￡ 辐射率 口 常 数 刀 辐射 换热 比例分数 钢锭 多 对统 换 热 系数 锭 模 微观试样透射电镜薄膜 的制备 透射电子显微镜是现 代物理 测试最 重要的 仪器之 一 。 但 是 ， 应用透射电镜对物 体进行研 究时 ， 必须把 试样制成电子 束可 以穿透的薄膜 。 目前 ， 国内外已有比较成熟的 技术可以把相对宏观 的 试 样 制成透射 电镜可以研究的薄 膜 ， 但是还 没有一种成熟的 方法 可以把微米尺寸的微观试样制成透射电镜薄膜 。 现在流行的 超薄切片技术在一定范 围内已得到应用 。 但超薄切片法严重地损伤试样的原有组织 ， 对较硬 和较脆的 试样也不适用 。 随着科学技 术的发展 ， 人 们对公观相 的研究愈来愈重视 。 因此 ， 寻找一种把微观试样制 成透射电镜薄膜的新方法是非常重要 的 。 微观试样透射电镜薄膜是把微观 试样单层地 嵌镶在一抛 光的平面 上 ， 然后从 两面进行减 薄而得到 的 。 这一方法适 用于尺 一 寸大于 声 的微观试样 。 如 宇宙 尘埃 、 铸 铁 中的 石 墨相 、 粉末冶金 中的粉末 颗粒 、 碳纤维 、 金属和合金 中的 第二相 等 。 采用本技术制样具有设备简单 、 成本低 、 不 损伤试样组织 、 薄膜厚度均 匀 、 取 位相对谁 确 、 完整性好 等特点 。 目前 ， 这 一方法 已在一些领域 里得到 了推广应 用 ， 大大提 高 了研究水 平和工作 效率 ， 取得 了显著的 社会效益和 经济效益