神奇的感應加熱電磁懸浮,這是什麼黑科技
電磁感應加熱,是利用電磁感應現象,把金屬放在快速變化的磁場中,從而在金屬中產生渦電流。電流流經金屬自己的電阻而發熱,最終將金屬熔化。
這個動圖懸浮是的是鋁塊,使用的電流功率為1.6kW,頻率為204kHz。這枚鋁塊重2.6g,可以加熱到1200℃,熔化是足夠了。
電磁懸浮為什麼用銅或者鋁,因為鐵或者鋼自身鐵磁性的干擾所以不能做這個實驗。鋁和銅是最適合的材料。注意磁懸浮這現象本身不需要超導體,雖然如果有超導材料會省很多電。
在工業製造領域也有這樣的技術叫懸浮熔鍊(levitationmelting)
金屬物料在外加磁場作用下呈懸浮狀態的一種感應熔鍊技術。這種熔鍊法是在1923年開發的,其原理是當感應線圈通過高頻電流後產生一個高頻磁場,使位於線圈中的金屬樣品(導體)產生感應電流,同時也產生一個磁場,方向與線圈產生的磁場相反,從而產生一個斥力使導體懸浮於空間(見圖)懸浮熔鍊沒有坩堝材料帶來的污染問題。
主要應用於實驗室的小型純金屬熔鍊研究及冶金平衡研究。此熔鍊法存在爐容量過小(以克計算)並且温度難以控制等問題。
真空冷坩堝懸浮熔鍊示意視頻
冷坩堝真空感應熔鍊技術是將“將分瓣的水冷銅坩堝置於交變電磁場內,利用感應渦流加熱坩堝中的金屬使其熔化,依靠電磁力使熔融金屬與坩堝壁不產生密切接觸”。該技術特別適用於對活潑金屬、難熔合金、高純材料以及高濃度污染材料進行熔鍊或重熔。
太空中磁懸浮熔鍊(歐洲航天局的嘗試)
其它懸浮熔鍊過程狀態圖。一種很有美感的技術!