感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(1)

电磁感应加热,是利用电磁感应现象,把金属放在快速变化的磁场中,从而在金属中产生涡电流。电流流经金属自己的电阻而发热,最终将金属熔化。

感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(2)

这个动图悬浮是的是铝块,使用的电流功率为1.6kW,频率为204kHz。这枚铝块重2.6g,可以加热到1200℃,熔化是足够了。

电磁悬浮为什么用铜或者铝,因为铁或者钢自身铁磁性的干扰所以不能做这个实验。铝和铜是最适合的材料。注意磁悬浮这现象本身不需要超导体,虽然如果有超导材料会省很多电。

在工业制造领域也有这样的技术叫悬浮熔炼(levitationmelting)

感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(3)

金属物料在外加磁场作用下呈悬浮状态的一种感应熔炼技术。这种熔炼法是在1923年开发的,其原理是当感应线圈通过高频电流后产生一个高频磁场,使位于线圈中的金属样品(导体)产生感应电流,同时也产生一个磁场,方向与线圈产生的磁场相反,从而产生一个斥力使导体悬浮于空间(见图)悬浮熔炼没有坩埚材料带来的污染问题。

感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(4)

主要应用于实验室的小型纯金属熔炼研究及冶金平衡研究。此熔炼法存在炉容量过小(以克计算)并且温度难以控制等问题。

真空冷坩埚悬浮熔炼示意视频

冷坩埚真空感应熔炼技术是将“将分瓣的水冷铜坩埚置于交变电磁场内,利用感应涡流加热坩埚中的金属使其熔化,依靠电磁力使熔融金属与坩埚壁不产生密切接触”。该技术特别适用于对活泼金属、难熔合金、高纯材料以及高浓度污染材料进行熔炼或重熔。

太空中磁悬浮熔炼(欧洲航天局的尝试)

感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(5)

其它悬浮熔炼过程状态图。一种很有美感的技术!

感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(6)

感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(7)

感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(8)


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感应磁悬浮(神奇的感应加热电磁悬浮)(9)

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