急速凝固薄帶表面形貌之研究

Abstract

本文所研究之急速凝固方法，係利用熔融金屬液噴鑄在高速轉動金屬輪上。其液相熔 漿之潤溼性，對噴鑄連續的金屬薄帶而言，是十分重要地。潤溼之性質主畏包括薄帶 接觸面上氣孔所佔之面積，與非氣孔所佔之面積。而氣孔本身又隨實驗參數不同，而 有不同之形狀，大小與分布。對金屬薄帶之性質有很重要影響。 實驗之研究方向在於探討氣孔形成之機構，並藉由改變實驗參數，特別是坩堝噴口之 形狀，與金屬輪面之溫度，來討論氣孔形成之原理。另外，並利用改變輪面微觀之粗 糙度，來支持本文所提之論點。 主要結果為：氣孔產生之機構並非液相熔漿與輪面之接觸角變小，所以才有氣孔產生 。而是因為液相熔漿之上游，滿足不安定準則，會產生橫向波。氣孔很容易從橫向波 間之波谷孕核，造成規則排列之氣孔。當此橫向波上下振動時，就會發生所謂的魚鱗 氣孔。因此藉由改變液相熔漿之形狀，消除上游液面內逆向流，使橫向波不致產生， 就可消除氣孔最佳選擇之孕核位置。 但對高溫之液相熔漿而言，氣孔仍無法完全抑制。微觀地來說，氣孔之發生並非空氣 層之動量大於液相熔漿之流體壓力，而將液相熔漿舉起，導致氣孔之發生。而是由於 殘存于輪面之氣體受高溫之液相熔漿影響，突然發生熱膨脹而導致氣孔產生。因此藉 由改變輪面微觀之粗糙度，會有不同形狀與大小氣孔之分布。