Чем и как быстро охладить металлическую болванку с 500С до комнатной?

[maze]

А просто от вентилятора воздухом обдувать не подойдёт?
Боюсь, при охлаждении герметичность вся сойдёт на нет. Есть возможность поддувать аргон в процессе охлаждения?
Мне в своё время доводилось свои синтезы охлаждать от 1000 градусов. Два компьютерных кулера, скрученные между собой и подключённые к подходящему блоку питания, выручали. И аргон непрерывно подавался. Но у меня установка была рабоче-крестьянской, без магнитных полей))

[chemigor]

Огромное спасибо всем отвечающим и сочувствующим!!!

Есть возможность поддувать аргон в процессе охлаждения?

ага, в этой версии я планировал сделать герметичную на сколько возможно конструкцию с отводной трубкой. При медленном нагреве планировал сосать вакуум, чтоб оттуда всякие газы повылазили, что могли в металлах катушек и корпуса наодсорбироваться, может кстати и в самом магнитном материале.

А вот потом туда поддувать аргон и после этого все запускать...

Вопрос в лоб... Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что водная среда не испортит нержавейку 316, которая будет нагрета до 500С и потом охлаждаема воздухом и, водяным паром (ну и потом водой)?

А медь и rotguss https://en.wikipedia.org/wiki/Gunmetal как это выдержат, скажите, пожалуйста?

[Iskander]

Я могу быть неправ поскольку никогда сам такого не делал, но мне не нравится идея с брызгами воды.

а если взять жидкое стекло и с него начать охлаждение, постепенно добавляя воду? Вроде жидкое стекло "лететь" не должно, будет лететь только водяной пар, а когда температура упадет до 100С, перейти на воду, тогда все будет полностью рециркулируемо. Или я опять где-то в чем-то прокололся?

Козёл получится. Силикат натрия гидролизнётся и всё намертво забьёт кремнезёмом.

[bigM]

1) бомбу для спекания сделал бы из жаростойкой стали 20Х23Н18 или 30Х13Н7С2, или 20Х25Н20С2. благо экзотичности в них нет
2) на бомбу рубашку принудительного жидкостного охлаждения
3) теплоноситель глицерин с сухим льдом

[Гесс]

теплоноситель глицерин с сухим льдом

Это еще что за извращение?
1) давление в системе от сублимации сухого льда.
2) разложение глицерина и полимеризация акролеина.

Может я конечно чего то сильно упуская но имхо ужас.

[bigM]

теплоноситель глицерин с сухим льдом

Может я конечно чего то сильно упуская но имхо ужас.

сухой лед в бачок расширителя, если глицерин быстро прокачивать через рубашку охлаждения в достаточном объёме разложиться не успеет.

[Iskander]

теплоноситель глицерин с сухим льдом

Это еще что за извращение?

Может я конечно чего то сильно упуская но имхо ужас.

Ага. Твёрдый глицерин прокачивать в рубашку охлаждения - это нереальное извращение.

[Iskander]

Огромное спасибо всем отвечающим и сочувствующим!!!

Есть возможность поддувать аргон в процессе охлаждения?

ага, в этой версии я планировал сделать герметичную на сколько возможно конструкцию с отводной трубкой. При медленном нагреве планировал сосать вакуум, чтоб оттуда всякие газы повылазили, что могли в металлах катушек и корпуса наодсорбироваться, может кстати и в самом магнитном материале.

А вот потом туда поддувать аргон и после этого все запускать...

Вопрос в лоб... Скажите, пожалуйста, правильно ли я понимаю, что водная среда не испортит нержавейку 316, которая будет нагрета до 500С и потом охлаждаема воздухом и, водяным паром (ну и потом водой)?

А медь и rotguss https://en.wikipedia.org/wiki/Gunmetal как это выдержат, скажите, пожалуйста?

Ну, у меди хорошая теплопроводность, но низковатая прочность. У нержавейки - наоборот, теплопроводности не хватает. В системе не хватает литникового отверстия, ЕМНИП, сплавы висмута расширяются при застывании и этот излишек надо куда то сливать.

Как ведёт себя медь при контакте с жидким висмутом?

Теперь к охлаждению. Я бы поместил всю эту систему в баню со сплавом Вуда, в которую в свою очередь провёл медные трубки жидкостного охлаждения. Металл обеспечит высокую теплопроводность, жидкостное охлаждение - эффективный отвод тепла.

Хладагентом - был бы хорош охлаждённый до -80 градусов толуол, прокачиваемый с достаточной скоростью. Перегрева и прочих неприятностей не бойтесь, так охлаждают камеры сгорания ЖРД, и керосин в этом случае нагревается даже не до кипения. А температура у огневой стенки - много более тысячи градусов. Охлаждение - либо сухой лёд, либо в криостатах-холодильниках. Есть такие, до -85 градусов.

То есть взять баллон с толуолом, заморозить его и потом передавливать по принципу сифона в систему сжатым азотом из баллона. Система вполне масштабируема. Аналогично можно охлаждать и медную катушку, её можно перед финальным магнитным действом приморозить даже жидким азотом до -100 градусов и прокачивая толуол удержать скачок температуры с дельта 300 до дельта 100.

[antabu]

В расплаве висмута медь, скорее всего, будет растворяться. Надо смотреть диаграмму.
У вольфрама хорошая теплопроводность и большая твёрдость, но он трудно поддаётся обработке.
У сверхчистого ниобия большая теплопроводность, но он мягкий, как медь. У технического ниобия теплопроводность хуже.
Может, молибден?

[Sander12345]

Нам на лекциях в свое время рассказывали как металлические "стекла" делали- так там расплав в азот лили

Нет. Сплавы в стеклосостоянии не так делают.
2 барабана охлаждаются водой и быстро вращаются.
Туда капают расплав. С другой стороны вылетают типа фольги ...

Да, правда- потом уж посмотрел. Давно это было
Ну я к тому, что что-то там лили в азот- и никто не умер.

Мы регулярно нагреваем на производстве болванки до килограмма- и кидаем в воду (типа закалить слегка). И ничего, никто не обварился, ничего не взорвалось.

[chemigor]

Огромное спасибо всем отвечавшим и сочувствовавшим за интересные советы!!!

В системе не хватает литникового отверстия, ЕМНИП, сплавы висмута расширяются при застывании и этот излишек надо куда то сливать.

очень надеюсь, что этот вопрос для меня закрыт. Сплав имеет ужасно прикольные свойства, при температуре варки у него плотность около 2.5, когда он застывает охлаждаясь до комнатной, его плотность повышается до 5.5, а потом его можно подтрамбовать до 7.8.

Как я понимаю там имеются пузырьки, возникшие от возгонки висмута, и они-то как раз и создают такую низкую плотность при высоких (450 и выше) температурах. Нигде в литературе это не видел, но факт таких пузырей наблюдал в обычном оптическом микроскопе при довольно высоком 1000-2500 увеличении в отраженном свете.

Суммарно там очень мало свободного висмута, поэтому эффект уширения при охлаждении не заметен. Болванка перед магнетизацией подпрессовывается и помещается в стаканчик из аэрогеля. Крышка - бумага из оксида алюминия с пропиткой высокотемпературного лака на кремнийорганике (я эту форму на аэрогеле сделать не смог, поэтому такое извращение). Аэрогель на эпоксиметоде, самодельный

Пока такой стаканчик живет очень даже долго, выдерживая все возникающие усилия при магнетизации этого материала.

А вот с катушками - да, подсад, их выдавливает силой Лоренца. С одной стороны - надобно их охладить и я полностью поддерживаю мнение, что при температуре жидкого азота там проводимость будет лучше.

Стакан из аэрогеля имеет в донышке 0.5-0.6мм толщину, и градиент в 500-600С может быть для этого стаканчика губительным, поэтому я там работаю на градиенте примерно в 100-200С, то есть если магнит на 500С, то катушка (торец ее) на 300-400С (плюс-минус лапоть, я там точно померить не могу).

Потом дегазация... Нагрев нужен, чтоб убрать воздух. Почему медленно - чтоб не окислиться. Если окислять состав воздухом при температурах выше плавления висмута (270С), то марганец тут же выходит в виде оксидов из магнитного материала. Я наблюдал момент, когда, не позаботившись об вакуумировании, я потом стряхнул из стаканчика какой-то порошок с висмутовыми каплями...

Из-за этого я долго и печально хочу нагревать эту болванку под вакуумом, по большей части для дегазации, а только потом включать магнитное поле на полную.

Хладагентом - был бы хорош охлаждённый до -80 градусов толуол, прокачиваемый с достаточной скоростью.

про толуол - не знал, идея мне нравиться, спасибо! К сожалению, пока конструкционно все на большие температуры заточено, поэтому возьму это на вооружение на будущее.

А вот по поводу сплава Вуда - это очень идейно, спасибо!

Пришла в голову простая идея - двухконтурное охлаждение - первый - непосредственно в контакте с корпусом - сплав Филдса, а его охлаждать водой через теплообменник.

Филдс, в отличие от Вуда совершенно не липнет к 316-ому нержавею, и, понятно, корпус или точки соприкосновения с Филдсом - только из нержавея, так как медь и медные сплавы сразу в расплав будут уходить.

[SkydiVAR]

А закалочные масла и прочие закалочные жидкости?

Плюсадын.
Опустить весь агрегат в бадью с парафином, наддуть аргоном, чтобы не горело и поставить конденсатор, чтобы собирать испарившийся парафин.
Скорость охлаждения регулировать циркуляцией парафина через теплообменник, хотя бы и с водой.

[serg1]

Спреем можно вполне охлаждать. Либо водяным (если есть опасность эл. замыкания- то дистиллятом)или фреоновым, либо жидкоазотным.

[Shorku]

В порядке бреда - углекислый газ. Правда, при 500 градусах и, скажем, 500 атмосферах там плотность будет не ахти какая (296.5 кг/м3, если точнее), но можно циркулировать. Зато внешнее давление не даст Вашим катушкам порваться

[chemigor]

В порядке бреда - углекислый газ.

к сожалению, не подойдет, а вот другие газы могут и подойти. СО2 не подойдет, так как будет при 500С с марганцем из магнитного порошка реагировать - это точно да, а также, предполагаю, что углерод из него железом адсорбироваться будет. Вот какой-нибудь другой газ может и подойти, только пока не очевидно какой. Как я говорил, в магнитном порошке присутствуют из активных Co, Fe, Mn а также Bi, In (последний в мизерных количествах, и, возможно я заменю его оловом или еще чем).

Уважаемый Shorku, выражаю Вам преогромную благодарность!!! За то, что зимой статьями по релятивизму подсобили. Без оных я б этот состав не стал бы моделировать и в эту сторону не двинулся, и плавил бы сейчас Алнико на 1000С+ Не факт, что в современной решалке у меня все правильно, но ведь что-то вразумительное предсказалось, а потом натурными экспериментами проверилось и доуточнилось!

[Shorku]

Да, я уже успел подумать, что в сплаве-то марганец. У аргона теплоемкость еще меньше =(

[ximi]

СО2 не подойдет, так как будет при 500С с марганцем из магнитного порошка реагировать

Не будет.

[ximi]

предполагаю, что углерод из него железом адсорбироваться будет

Этот невозможно.
Железо при 500с ну никак углекислоту восстановит не сможет.
Наоборот оксиды железа углеродом (коксом) восстанавливают до железа.

[chemigor]

СО2 не подойдет, так как будет при 500С с марганцем из магнитного порошка реагировать

Не будет.

если не будет, это конечно классно, но, что-то мне подсказывает, что в присутствии всяких там переходных металлов СО2 все-таки может до СО диссоциировать, а равновесие не в мою пользу марганец тут же на себя перетянет.

В любом случае, когда люди магниты Mn-Bi делают (по крайней мере те, статьи, что я видел), то почему-то это делается в голимом вакууме из-под турбомолекулярок, и, если СО2 можно было бы напустить, то никто бы с вакуумом не заморачивался.

То есть я не знаю, и проверять - времени нет, но опасность того, что СО2 может испортить магнит меня сильно останавливает.

С железом - Вы правы, я как-то погорячился.

[ximi]

но, что-то мне подсказывает, что в присутствии всяких там переходных металлов СО2 все-таки может до СО диссоциировать, а равновесие не в мою пользу марганец тут же на себя перетянет.

Нет. Там температуры в районе 1500с нужны.

то почему-то это делается в голимом вакууме из-под турбомолекулярок, и, если СО2 можно было бы напустить, то никто бы с вакуумом не заморачивался.

Можно аргон напустить ...
Поэтому ваш аргумент так себе.