Sintern und schmelzen von Aluminiumoxid mit Induktionsheizer

[axonf]

Hallo und guten Abend, bei weiteren versuchen sind die Ferritkerne des HF Trafos gebrochen. Es sind wahrscheinlich Ferritkerne von Zeilentrafos von hoher Güte, da nur die beiden Primärspulen wassergekühlt sind, haben sich die Kerne zu stark erwärmt. Bei über 4 KW gehen sicherlich auch 400 Ampere über die Sekundärspüle. Vielleicht sind auch 2 hunderter U Kerne besser, und man hätte ein größeres Wickelfenster für eine wasserkühlung, oder sollte ich lieber doch auf große Ringkerne zurückgreifen. Poste noch ein Foto der gebrochen Kerne mit der Induktionsspule aus Niob Molybdän, und den bei 1700 Grad Celsius gesinnterten Proben. Noch einen einen schönen Abend

[axonf]

Guten Morgen, ich habe jetzt die Querschnitte zwischen HF Trafos und Vakuumdurchführung auf 100 und auf 60 Quadrat angepasst. Jetzt habe ich auch hier eine bessere Kühlwirkung durch den Lüfter, und werde jetzt besser die Temperatur an den Ferritkerne kontrollieren. Ein schönes Wochenende und als post noch die neuen Anschlüsse.

[axonf]

Hallo, guten Morgen und ein frohes Weihnachtsfest. Unter Argon Atmosphäre ist es sicherlich möglich sehr hohe Temperaturen zu erreichen. Nach 3 Minuten erreicht man schon eine Temperatur über 1700 Grad Celsius, als Probestück verwendete ich einen Titanstab. Es ist nur die Frage zu stellen, wie lange die Niob Induktionsspule die hohen Temperaturen verträgt, ohne weich zu werden. Meine Überlegung war, das sich immer ein gewisser Anteil der Leistung auf die Induktionsheitzung und ein anderer auf die Widerstandsheizung aufteilt, und so ist der innere Heitzzylinder immer etwas heißer als die Induktionsspule ist. Eine Spule aus Molybdän ist in Planung, Wolfram ist nur sehr schwer zu bearbeiten, eine Spule mit drei 0,8 mm Drähten funktionierte nicht , da war wohl der Querschnitt und die Aussenfläche für die Hochfrequenz viel zu kein. Noch schöne Feiertage und viele Grüsse aus der Schweiz.

[EL12]

Interessant,
eventuell könntest Du eine Spule aus vielen dünnen Wolframdrähten machen. Geglühter Wolframdraht ist relativ flexibel, und liesse sich sicher zu einer dicheren Litze verdrillen. Wolframdraht ist halt nicht gerade günstig, aber bei Aliexpress gibt es verschiedenste Dicken zu bezahlbaren Preisen (ich habe verschiedene Durchmesser für mein Röhrenbau-Projekt bestellt). Vielleicht könnte man auch eine Wolframstange mit einem Schweissbrenner stark erhitzen und dann heiss biegen.
Was ist denn Dein Ziel? Möchtest du einfach eine möglichst hohe Temperatur erreichen oder hast Du Versuche zur herstellung von Rubin und Saphir o.ä. geplant? Ich habe mal kleine polykristalline Rubine mit einem Schweissbrenner hergestellt, das ging auch recht gut.

LG
EL12

[axonf]

Hallo und einen guten Tag. Wolframdraht ist so teuer weil er mit Graphit induktiv gezogen werden muß. Ich habe auch schon einmal daran gedacht, die Wolframlitze mit meinem Schweißtrafo (mit Phasenanschnittsteuerung) zu erwärmen und dann zur Spule zu wickeln. Versuche mit einer Spule aus Tantal Litze waren nicht erfolgreich. Nach zirka 10 Sekunden brach der Schwingkreis zusammen und die Frequenz fiel erheblich unter 10 kHz, ähnlich wie mit der Wolframspule. Vielleicht funktioniert diese Art der Ansteuerung mit dem Royer Converter nur mit einer Niobspule, ich kann es mir so so erklären das alles nur mit dem Temperaturkoeffizient des Widerstandes zu tun hat, und der ist bei einer Niobspule Recht klein, so 0,0026 K-1 . Bisher habe ich eine vergleichbare Ansteuerung noch nicht gefunden, vielleicht betrete ich da auch Neuland. Meine Erklärung dazu wäre, die Schaltung verhält sich wie ein Trafo, die primär Seite ist die Induktionsspule und die sekundär Seite ist der Heizzylinder . Am Anfang ist die Kopplung sehr hoch und mit steigender Temperatur der Induktionsspule nimmt sie ab, dabei steigt auch der Widerstand der Induktionsspule und begrenzt mir so den Strom.

[axonf]

Hallo, bei der Tantal und der Wolframspule Spule steigt wahrscheinlich der Widerstand zu stark an, bei 1000 Grad Celsius habe ich schon über ein Ohm mehr, obwohl ich am Anfang einen geringeren elektrischen Widerstand habe. Der bisherige Aufbau ist sehr leistungsstark, vergleichbares bekommt man mit einer reinen Widerstandsheizung nicht hin. Ich habe einmal mein Schweißtrafo angeschossen, mit dem Effektivwert der Spannung kann ich den Strom gut steuern, bei 150 Ampere tut sich da wenig, die Spule fängt gerade Mal an leicht zu glühen, eher fällt mir da der C16 Automat der Stromversorgung heraus. Ich werde Mal im kommenden Jahr ein Versuch mit Aluminiumoxid und mit Kyrolih machen und dabei die Niobspule bis zu ihrer Grenze testen. Ich wünsche euch noch ein schönes neues Jahr 2019, anbei noch ein Post mit der Tantal Spule und der ganzen Anlage

[axonf]

Hier noch die Fotos

[DanielS]

Wow, der aufbau sieht sehr ordentlich und gut aus.
Machst du das rein aus privatem interesse oder gibt es noch ein gewerbliche Komponente?
Bitte stell weiterhin deine Projekte vor auch wenn wenig resonanz kommt.
Frohes Neues!,
Daniel

[axonf]

Hallo und einen guten Tag, ich habe mich sehr über die beide Posts gefreut, meine Basteleien kann man als reines Hobby bezeichnen, ich denke vergleichbares gibt es in der Technik nicht. In der Hochtemperaturtechnik verwendet man induktive oder auch reine widerstandsbeheizte Systeme mit zum Beispiel MoSi Heitzelementen, aber immer getrennt voneinander. Ich hole mir gerne Anregungen aus der Analytik wie zum Beispiel der ASS Spektrometrie oder der ICP coupeld Plasma Massenspektrometrie. Versuche mit sehr hohen Temperaturen kann man auch gut mit einem Acetylen, Wasserstoffbrenner durchführen, vielleicht braucht es noch einen Tiegel aus Wolfram und eine Unterlage aus Zirkonoxid, ist aber nicht ganz ungefährlich. Einfacher dagegen ist der Elektrische Lichtbogen zu handhaben, mit einem einfachen WIG Brenner kann man auch gut hochschmelzende Metalle in einer Kupferkokille zusammen schmelzen. Ich habe selbst schon eine Hochfrequenzzündung für einen Plasmabrenner gebaut. Der Pilotlichtbogen hat einen Strom von 30 Ampere und brennt in einer wassergekühlten Düse, mir feht nur noch eine ordentliche Stromversorgung von 300 Ampere Dauerlast. Wünsche noch ein schönes Wochenende

[axonf]

Hallo und einen guten Tag. Leider ist mir der Boden des Heizzylinders weggebrannt, Industrieschamotte haben schon einen hohen Anteil an Aluminiumoxid und bilden eine Mullitkeramik, aber sie sind nur bis 1600 Grad Celsius temperaturbeständig. Ich werde wohl denn Heizzylinder auf ein Adapter aus Graphit stellen, und darunter die Platte aus Zirkonoxid machen. Anschließend noch ein post der abgebrannten Grundplatte, ich wünsche noch einen schönen Sonntag.

[axonf]

Hier noch die beiden Fotos

[axonf]

Hallo und einen guten Tag. Ich poste hier noch einmal die bei 2000 Grad Celsius gesinterten Proben, das grüne Chromoxid hat sich mit dem Aluminiumoxid in ein dunkles violett verwandelt. Es ist dabei eine Art Elekrokorund entstanden, mit Anteilen von flüssiger Schmelze. Da der Aufbau nur wenige Minuten in Betrieb sein kann, wird es sicherlich bei einem längeren Betrieb zu einer ausgeprägten Schmelze kommen. Viele Grüße und einen schönen Tag.

[Paul]

Hey axonf,

ich muss zugeben, dass ich NULL Ahnung von dem habe, was du da machst.
Aber du scheinst dafür um so mehr Ahnung von Metallen und deren Verschmelzen zu haben, und dein Aufbau sieht auch ziemlich geil aus!

Halte uns auf dem Laufenden!

Viele Grüße
Paul!

[axonf]

Hallo und einen guten Abend. Bei weiteren Schmelzversuchen gab es keinerlei Probleme mit dem Royer Converter, ich kann es mir immer noch nicht erklären woher das sehr gute Regelverhalten der ZVS herkommt. Auch die sehr einfache Ansteuerung der ZVS ohne zusätzlichen Treiber funktioniert einwandfrei, ich denke die Ansteuerung schaltet sehr weich, und es müsste ein schöner Sinus herauskommen. Aber trotzdem Frage ich mich immer noch wie die Totzeit des Gegentaktes gebildet wird, kann auch sein das die IGBTs mit 2500 Watt Verlustleistung damit gut zurecht kommen. Da bei diesen sehr hohen Temperaturen die Schamottesteine schon zu schmelzen beginnen muss ich mir hier eine bessere Abschirmung bauen, bei über 2000 Grad Celsius hilft da nur etwas aus stabilisierten Zirkonoxid oder aus einer Graphitverbindung , zum Beispiel Siliziumcarbit oder auch Wolframcarbit. Das wäre noch bezahlbar und man kann es gut bearbeiten. Zum Schuss poste ich noch ein Foto mit einem Molybdäntiegel mit einer Schmelze aus Aluminiumoxid wo man gut einen synthetischen Rubin erkennen kann, der in die Schmelze gefallen ist. In der Kristallzüchtung liegt auch der Grundstein all unserer heutigen Technologien, es ist ein sehr interessanter Weg vom Einkristall zum Ingot zum Wafer und zum fertigen Halbleiter. Schon in denn frühen science fiction Alla, Flash Gordon oder Raumschiff Enterprise spielen Kristalle eine wichtige Rolle wenn es darum geht Energie zu erzeugen oder etwas zu steuern. Ich wünsche noch einen schönen Abend, axonf.

[axonf]

Foto vom Molybdäntiegel