作者:賀俊傑(原國家863高科技專案總工程師)
一，快淬技術的發展
首先說明一點，這裡所講的快淬技術與傳統上的淬火工藝是兩個概念兩回事，傳統淬火工藝的十種淬火方法主要用在熱處理過程中。統常用的淬火方法分別是單一介質(水、油、空氣體)淬火；雙介質淬火；馬氏體分級淬火；Ms點馬氏體T糸淬火法；貝氏體等溫淬火法；複合式漸進淬火法；預冷等溫淬火法；延遲冷卻淬火法；淬火和自回火方法；噴霧淬火法等。
這裡所講的快淬技術是指利用快淬原理而獲得高效能特殊材料的一種工藝技術。
五十年代後期到六十年代初，美國水面武器研究中心的一個研究所，利用濺射技術原理，改造了一臺罐型裝置，透過大電流(850-950)低電壓(30-35)激發一根(wCe)非自耗性電極，將一種化合物融熔噴射到一個具有零下十度高速旋轉(每秒28～35米)鉬輪上激冷，為的是獲取到一種奈米級(20nm-30nm)晶粒的新型材料，由此誕生了真正意義上的快淬技術。
二，快淬技術
快淬技術也叫急冷凝固技術。其冷卻速度在10²K/S~10¹ºK/S之間，利用這種速冷技術，可以獲得許多結構特殊，效能優異，效益顯著的新材料。因此，作為材料科學領域的一項高技術，一直被各工業發達國家列為重點研究和發展專案，特別是美國和日本，從六十年代開始，投入了大量資金來發展這一專案。美國主要是在非晶體急冷快淬技術和水中紡絲法的研究和實際使用上，遠遠走在世界的前列。
他們對我國實行了高科技技術的嚴密封鎖，一直到八十年代後期我國的一些科學研究機構才真正開始研發和利用這種技術。
八十年代初我國的清華大學用(真空感應快淬法)把合金製備成非晶態簿帶，以及利用真空噴射法制備出了超強金屬絲。北京科技大學也用(真空熔體旋轉萃取法)製備出了非晶體的多種即原子排列呈長程無序的材料，利用真空激冷紡絲法制備出記憶合金絲。填補了我國多項領域的空白。
九十年代到二零一零年代我國這一方面研究達到高潮，好多科學機構和不少大學都從事這方面的研究。因為國家的航天航空以及軍工領域，不斷的在更新換代，需要很多特殊材料，只靠進口是得不償失的。比如奈米晶材料，是電子通訊遠端雷達必須的重要材料，在導彈制導系統中，奈米晶材料是電子束的主要聚焦部件，它將資料傳導至導彈操作面，而且導彈的每一個聚焦制導裝置中都離不開這種材料，所以，國家投入了大量資金進行這方面的研究工作。
特別是鐵基低稀土奈米晶永磁材料，進口一公斤就需要三百多美元，而且一直遭到美國日本等國的打壓，生產這種材料的關鍵技術就是快淬工藝，製備高效能鐵基低稀土奈米晶材料關鍵的最重要的一道工序就是快淬這道環節。
它是金屬材料形成非晶態的關鍵步驟。非晶態材料是一種新的特殊的物質狀態，至今在我國和國外尚無一個統一的嚴格定義。通常指原子在空間呈無長程式排列(即沒有晶格結構)的固體。非晶態材料具有近程有序而遠端無序的結構特徵。
在宏觀上表現為各向同性，溶解時無明顯的熔點，只是對溫度的升高而逐漸軟化，粘滯性減小，並逐漸過渡到液態。晶體的長程有序結構使其內能處於最低狀態，而非晶態由長程無序而使其內能並不處於最低狀態，因此非晶態是屬於亞穩相，向晶態轉化時會放出能量。
快淬技術所使用的千度高溫(1650度)瞬間激冷到零下八度，正好解決了這一問題，這種新材料由此誕生。
三，真空
大家知道，各種元素的原子量不同，熔點和沸點不同，要把熔點和沸點不同的幾種元素材料熔融到一起，是很困難的，因為空氣中含有大量的氧氣，使得沸點低的材料被氧化燒損過度，極大降低材料含量，在此基礎上真空應運而生。
比如我們使用的鐠元素，它的原子序數59，原子量140.90765，地殼含量：0.000553％，熔點：931℃，沸點：3512℃，密度：6.773g/Cm3。
釹的原子序數60，和鐠相連，原子量144.24，地殼含量：0.00239％，釹有7種同位素：
142.143.144.145.146.148.150，熔點：1010℃，沸點：3127℃，密度：7.004g/cm3
硼元素原子序數5，原子量：10811，地殼含量：0.001％，熔點：2300℃， 沸點：3658℃ 密度:2.32g/cm3。
另外還有：鋯(Zr)， 鈷(CO) 鑭 (La) 鈰 Ce 釔Y 釓 Gd 釤 Sm 鈮 Nb 矽 Si 等等
有相當多的材料，耗損量非常大，在真空下熔融，可以很大程度上減少損失。
真空的定義
宇宙沒有絕對的真空，只有物的真空，英語翻譯成暗物質，其實是物真空，就是說空間充滿了物質，這些物質是活的，會動的，會聚集轉化，宇宙一切能看見的東西(包括行星恆星)都是物真空轉化而來，行星恆星又會被引力形成的黑洞，透過強大磁流體碾壓變成物真空，一生的壽命完結，只是時間漫長而已。
我們很多教科書(包括中學大學)，更新太慢，錯誤漏洞百出，使得我們的教育老是停留在過時的理念之中，極大的影響了學生的培養。有些現在所學的知識，都是老早就被髮達國家淘汰了的舊知識，亟待更新換代。
比如太陽系黃道面圓盤圖、病毒屬性與微生物的分類、量子力學以及磁疇理論等等，都程度不同的存在著不少錯誤，包括空間學說都需要撥亂反正，今天不講這些內容了，我們言歸正傳，還是說說我們快淬所需要的真空吧！
快淬技術所需要的極限真空並不高，只是抽走部分空氣而已。我們也是照搬了美國Gm研究中心三級真空理念，真空度基本達到5.5×10-²pa就可以了。
四，三級真空原理
其定義是:利用機械、物理、化學或物理化學的方法，對裝置容器進行抽氣而獲得真空的三種器具。
隨著真空應用的發展，真空裝置的種類已發展了很多種，其抽速從每秒幾升到每秒幾十萬數百萬升，極限壓力(極限真空)能達到10的負12pa以上的超高範圍。
1，機械真空泵
凡是利用機械運動(轉動或滑動)原理獲得真空的泵，稱為機械真空泵。
機械真空泵種類很多，有往復式真空泵、旋片式真空泵、油封式真空泵、液環式真空泵、動能式真空泵、滑閥泵、餘擺線式泵、定片式泵和直聯旋片泵等。
機械泵是真空的前級裝置，主要要求是:
極限壓力(極限真空)到位:pa
啟動壓力、前級壓力、最大前級壓力
最大工作壓力
指的是最大抽氣量的入口壓力
抽氣量cQ到位:pa.m³.s-1；pa.L.s-1
壓縮比，指的是出口壓力與入口壓力之比。
抽速的單位是(L,s-1),我們用的是zx-70或者是zx-150 。
2，羅茨真空泵(中級真空泵)
其原理是泵內裝有兩個相反方向同步旋轉的雙葉形轉子(也有多葉形的)，轉子間，轉子同泵體內殼壁之間均保持一定的間隙，用以輔助機械泵來工作的。
羅茨真空泵它自己不能抽真空，完全藉助前級機械真空泵來工作的。
3，金屬油擴散真空泵
根據氣體動力學的二元理論，透過超音速金屬油蒸汽流，經物理化學作用壓縮空氣降沉，被前級真空泵抽走。
原理:金屬油透過加熱行成高速蒸汽流，透過三級噴塔設定的噴嘴，將蒸汽流噴出，射入低壓空間，產生膨脹偏轉，當氣流從馬赫數等於1的臨界點與氣體分子碰撞，產生物理化學反應的蒸汽流下沉，將氣體分子帶入低壓空間，經前級真空泵將油氣分離後的空氣抽走，以此達到高真空的目的。
4，氬氣保護
氬氣是一種無色、無味的單原子氣體，相對原子質量為39.948。一般由空氣液化後，用分餾法制取氬氣。氬氣的密度是空氣的1.4倍，是氦氣的10倍。 氬氣是一種惰性氣體，在常溫下與其他物質均不起化學反應，在高溫下也不溶於液態金屬中
理化性質
熔點：-189.2℃
沸點：-185.9℃
密度：1.784kg/m3；1394kg/m3（飽和液氬，1atm）
在科研方面，通常用的真空度在3×10的負3次方，生產方面一般達到2×10的負2次方，不管是科研還是生產，離不開氬氣的保護。因為快淬裝置保壓力差，沒有百分之百的氬保護，根本就不能工作，所以，這是一個重要環節。
如上只是簡單的為大家科普一下快淬技術和快淬需要的真空方面的知識，使得大家對這方面有一個初步認識，知道快淬技術是怎麼回事。
