1700度实验室氮气保护旋转管式真空炉
1700度实验室氮气保护旋转管式真空炉的研发成功,标志着我国在高温材料制备领域取得了重大突破。这种新型设备不仅能够实现超高温环境下的稳定运行,还通过创新的氮气保护系统和旋转管式设计,解决了传统真空炉在材料烧结过程中易氧化、受热不均等难题。
在设备运行过程中,旋转管式结构确保了样品在高温环境下的均匀受热,而氮气保护系统则有效隔绝了氧气对材料的侵蚀。特别值得一提的是,该设备采用了先进的智能温控系统,能够精确控制炉内温度波动在±5℃以内,为高纯度材料的制备提供了可靠保障。
研究人员在调试阶段发现,通过优化旋转速度和氮气流量参数,可以显著提高某些特种陶瓷的致密度。例如,在制备氮化硅陶瓷时,将转速控制在15rpm、氮气纯度保持在99.999%的条件下,所得产品的相对密度可达98.7%,较传统工艺提升了12%。
1700 度实验室氮气保护旋转管式真空炉是一种用于实验室的高精度热处理设备,主要用于在高温、真空或氮气保护气氛下对样品进行处理。以下是其相关介绍:
结构特点加热系统:通常采用硅钼棒作为加热元件。硅钼棒在高温下具有良好的稳定性、抗氧化性和较高的发热效率,能够快速将炉内温度升高到 1700℃,并保证温度均匀性1。
炉管:一般选用耐高温、耐腐蚀的刚玉管或石英管。这些材料具有良好的热稳定性和化学稳定性,能承受高温和氮气气氛的作用,同时可减少对处理样品的污染。
旋转系统:由电机、减速机、传动装置和旋转轴等组成。电机通过减速机带动旋转轴,使炉管以一定的转速旋转。旋转的炉管可以使样品在加热过程中受热更加均匀,同时也有利于气体在炉内的均匀分布,提高气氛保护效果。
真空与气氛控制系统:真空系统由机械泵、分子泵(可选)、真空阀门和真空计等组成,可将炉内压力抽至较低水平,满足实验对真空度的要求。气氛控制系统包括氮气进气口、流量计、减压阀、充气阀和放气阀等部件,能够精确控制通入炉内氮气的流量和压力,为样品处理提供稳定的氮气保护气氛。
温度控制系统:采用先进的 PID 控制器和高精度的 B 型热电偶作为温度传感器。热电偶实时监测炉内温度,并将温度信号反馈给控制器,控制器根据设定温度与实际温度的差值,自动调节加热元件的功率,实现精确的温度控制,控温精度可达 ±1℃。
高温性能优越:高温度可达 1700℃,可满足多种高温材料的处理需求,如特种陶瓷的烧结、金属材料的高温退火等。
气氛控制精确:能精确控制氮气的流量和压力,确保炉内形成稳定的氮气保护气氛,有效防止样品在高温下被氧化。同时,也可以根据实验需要,灵活调节真空度,满足不同实验对气氛和真空环境的要求。
温度控制:先进的温度控制系统使得控温精度高,能够按照预设的升温曲线精确升温、保温和降温,可重复性好。这对于研究材料在特定温度下的性能变化以及保证实验结果的准确性和可重复性非常重要。
样品处理均匀性好:炉管的旋转设计使得样品在加热过程中各个部位受热均匀,同时氮气气氛也能更均匀地分布在炉内,避免了局部过热或气氛不均匀导致的样品处理效果不一致的问题。
材料科学研究:用于金属材料、陶瓷材料、半导体材料等的烧结、退火、淬火等热处理工艺研究。例如,研究新型陶瓷材料在高温氮气气氛下的烧结行为,探索提高陶瓷材料致密度和机械性能的工艺参数;对半导体材料进行退火处理,改善其晶体结构,提高电子元件的性能和可靠性。
电子工业:在电子元件的制造过程中,如芯片制造、电子陶瓷元件的制备等,用于对材料进行高温处理。例如,对芯片制造过程中的晶圆进行退火处理,消除其内部应力,提高芯片的性能和良品率;对电子陶瓷元件进行烧结,改善其性能,满足电子设备对高性能陶瓷元件的需求。
新能源领域:在锂电池材料、太阳能电池材料等的研发和生产中,用于对材料进行高温合成、烧结等处理。例如,对锂电池正极材料进行高温烧结,改善其晶体结构和导电性,提高电池的充放电性能和循环寿命;对太阳能电池材料进行热处理,提高其光电转换效率。
该设备的另一个创新点在于其模块化设计。用户可以根据实验需求,灵活更换不同材质的反应管,如石英管、氧化铝管或石墨管等。这种设计不仅扩展了设备的应用范围,还大幅降低了使用成本。目前,该设备已成功应用于航空航天用高温合金、核反应堆燃料元件等高端材料的研发。