高温超导材料出现后, 各个国家的相关工作者都对其应用方式进行研究, 其中金属热处理设备中高温超导材料获得了良好的应用。这种材料有着独特的优势, 表面电阻较低, 在金属热处理设备中可以作为传输线使用, 能够防止线路在使用中的损耗, 并保证信号的准确性。但高温超导材料在使用中也出现了一些局限性, 其优势只能在某一恒定温度中才能体现出来, 阻碍了金属热处理设备的使用[1]。如何对高温超导材料在金属热处理设备中的应用过程进行加强, 仍是相关工作者需要研究的重点。热处理设备的主要工作是对金属中的某些物质进行加热, 使其形状改变。同时还将金属件的表层覆盖相应介质, 改变金属件表面的性质, 达到热处理的目的[2]。金属热处理设备在作业过程中能够避免金属资源的浪费, 对自然资源起到一定的保护作用。
1 高温超导材料在金属热处理设备中的具体应用
高温超导材料众多, 不同设备在对高温超导材料的应用过程中有不同的选择。一些较为精细的电子设备通常会使用较薄的材料。高温超导体会对磁性产生抗拒, 有的设备在作业过程中会释放出电磁波, 但由于无法对高温导体进行穿透不能正常作业, 因此在金属热处理设备的选择过程中应引起注意。高温超导材料在金属热处理设备的应用过程中, 需要对适当温度下的高温超导材料性质进行研究与分析[3]。当温度超过某一界定值时, 材料的各方面指数都会出现改变。一些适用于金属热处理设备的高温超导材料在微波的刺激下, 获得更好的应用。高温超导材料根据其传导能力, 可分为多个种类, 在金属热处理设备中应用的通常属于第二类超导体, 导体与磁场之间有相对应的临界值, 当达到一定温度时, 高温超导材料的磁场会跟随温度的变化而变化。其属于晶体结构, 是一种混合性状态。由于其晶体常数与其他物质不同, 在磁场中具有较大的穿透能力, 受电磁干扰较小。影响高温超导材料在金属热处理设备中使用的因素有很多, 多种条件决定了高温超导材料的性质变化。金属热处理设备还将高温超导材料应用于加热系统中, 在加热过程中还会用到智能系统、动力传输系统等, 是一个十分复杂的过程。起到主导作用的高温超导材料, 能够通过设备的缝隙产生相应磁场, 加热系统中的高温超导材料以旋转的形式, 对磁力线进行切割, 从而产生热效应, 达到金属热处理过程中加热的目的。在作业过程中, 通过高温超导材料的旋转速度可以改变热效应的功率, 实现金属热处理设备的温度调控, 以满足多种金属加工的温度要求。
2 高温超导材料在金属热处理设备中的应用效果
我国对于金属资源的需求量十分巨大, 尤其是铁、铜、铝的使用, 这就对金属加工工作提出了更高的要求。每年金属加工的能量消耗都超过了总能耗的40%, 与我国目前节能减排的发展目标不符。近年来, 金属加工行业不断更新与完善, 并将高温超导材料应用其中, 使能量消耗有所下降, 废气排放量也不断减少。高温超导材料在金属热处理设备中的应用具有很大优势, 与其他加热方式相比, 在同一功率下, 高温超导材料能够加工更多的金属材料, 节省一半的能源, 具有较高的工作效率, 节省工作时间, 具体数据如表1所示。
由表中数据可以推测, 如果将500万吨的高温超导材料应用到金属热处理设备中, 那么与原有的热处理方式相比, 每年能够节省超过3亿元的电费开支, 这就相当于20万吨煤燃烧产生的电能。
节省了我国煤炭资源的同时, 也能够有效减少因煤炭燃烧而排放的有害气体。高温超导材料在金属热处理设备中有着良好的应用效果, 并逐渐推广与普及。相关工作者也对其引起了重视, 加深对高温超导材料应用的研究。并将高温超导材料技术更好的应用于各个领域之中, 从而提高我国经济发展。
高温超导材料能够对金属资源进行快速加热, 例如在金属热处理设备中, 使铝的加热速度提升30%, 并且能够保证金属材料受热均匀, 通过电磁场的作用进行加热, 使整个热处理过程更加稳定、安全。很多方面都优于传统热处理设备, 为金属加工工作的发展奠定了良好基础。
3 结语
高温超导材料在金属加工中, 属于一种新型材料, 需要依靠相关技术才能更好的应用于金属热处理设备中。目前我国提倡节能环保, 因此, 金属加工工作也应跟随时代的步伐, 使用新材料、新技术, 减少作业过程中对环境的污染, 合理开发自然资源。
金属热处理设备必须从加工成品的设计、加工技术、具体工艺入手, 形成一个完整的系统, 保证金属资源通过热处理后能够减少废品的出现, 不断完善相关技术, 使金属热处理设备拥有更高的科技含量, 在节约能源、避免环境污染的前提下, 获得更大的经济效益。
高温超导材料因其独特的优势, 得到国家的大力提倡, 加强在金属热处理设备中的应用研究, 具有十分广阔的发展前景, 对社会发展起到重要的促进作用。
参考文献
[1]毛哲华,戴超,刘方，等.不同热处理条件下Bi-2212超导线材的临界性能研究[J]低温与超导，2017, 19 (6) :33-36.
[2]王晓勇,张东，马韬,等.感应加热用传导冷却YBCO高温超导磁体的热稳定性实验研究[J].电I电能新技术, 2017, 21 (4) :16-23.
[3]朱奇锋,郑炉玉，曹雄伟.金属材料热处理节能新技术的运用思考[J].中国金属通报, 2017, 16 (11) :133-134.
《高温超导材料在金属热处理设备中的应用》来源：《世界有色金属》，作者：梁日芳