真空感應(yīng)懸浮爐是一種集真空環(huán)境、高頻感應(yīng)加熱與無坩堝懸浮熔煉技術(shù)于一體的高d材料制備設(shè)備，主要用于高純度、高活性或高熔點金屬及合金（如鈦、鋯、鈮、鉭、稀土合金、高溫合金等）的熔煉、提純與凝固研究。其最大特點是利用電磁力使金屬樣品在熔融狀態(tài)下“懸浮”于線圈中心，避免與容器接觸，從而徹d消除坩堝污染，獲得高純度的材料。
該設(shè)備主要由真空系統(tǒng)（機械泵+擴散泵或分子泵，極限真空可達10?³–10??Pa）、高頻感應(yīng)電源（頻率通常為10–500 kHz）、水冷銅線圈、懸浮控制系統(tǒng)、冷卻凝固裝置及智能操作平臺組成。工作時，金屬樣品置于感應(yīng)線圈內(nèi)，在交變磁場作用下產(chǎn)生渦流而自熱熔化；同時，磁場梯度產(chǎn)生的洛倫茲力與重力平衡，使熔體穩(wěn)定懸浮。通過精確調(diào)控功率、真空度和冷卻速率，可實現(xiàn)定向凝固、急冷成形或單晶生長等特殊工藝。
真空感應(yīng)懸浮爐的主要特點：
1、無污染熔煉：采用水冷銅坩堝替代傳統(tǒng)耐火材料坩堝，通過電磁力使金屬熔體懸浮，避免坩堝材料對熔池的污染，確保制備的金屬或合金純凈度高。例如，鈦合金熔煉中可顯著降低氧含量，提升材料性能。
2、高溫熔煉能力：突破坩堝材料對溫度的限制，熔煉溫度可達2500℃甚至更高（部分設(shè)備可達3000℃以上），適用于高熔點金屬（如鉬、鋯）及活潑金屬（如鈦、稀土）的熔煉提純。
3、成分均勻性：熔體在電磁攪拌作用下快速流動，結(jié)合熱攪拌效應(yīng)，可實現(xiàn)合金成分的均勻分布，減少偏析現(xiàn)象，滿足精密合金制備需求。
4、高純材料制備：在真空或氬氣保護氣氛下熔煉，有效防止氧化和揮發(fā)，適用于超純?yōu)R射靶材、太陽能級多晶硅、4N級超純金屬等高純材料的制備。
5、廣泛適用性：可處理多種金屬材料，包括稀土金屬、高溫合金、非晶金屬、難熔金屬（如鋯、鉿、釩）及貴金屬（如鉑、銠）等，覆蓋從實驗室級到工業(yè)級的生產(chǎn)規(guī)模。
6、高效節(jié)能設(shè)計：采用高效率IGBT電源與合理坩堝及感應(yīng)圈設(shè)計，降低能耗；分瓣式水冷銅坩堝結(jié)構(gòu)延長使用壽命（部分設(shè)備可達10000爐次以上），減少維護成本。
7、操作穩(wěn)定性與自動化：配備PLC編程自動化控制系統(tǒng)和觸摸屏操作界面，實現(xiàn)工藝參數(shù)的精準(zhǔn)控制與存儲；集成多種信號傳感器和監(jiān)測儀表，配合安全互鎖及限位裝置，確保運行可靠穩(wěn)定。
8、安全防護設(shè)計：雙層觀察窗、專業(yè)護目鏡及攝像頭系統(tǒng)保障高溫操作可視性；聲光報警裝置實時提示異常狀態(tài)，確保人員與設(shè)備安全。
