1600 stupnjeva visoke temperaturne kutije - Tip laboratorijska peć za sinteru

{{- stepen visokih puteva od 1600. - tipa laboratorijsku peć za sinteru u svojoj komori, poput prikrivene zvijeri, tiho, a opet navigaka. Kroz promatrački prozor može se vidjeti keramičko zeleno tijelo u okviru transformacije - prvobitno sivkasto zeleno tijelo {- postepeno stječe žadljivo sjaj, dokaze o preuređenju kristalnih faza pod visokim temperaturama.

U laboratoriji, profesor Zhang Interand gleda na ekranu krivulje temperature, prstiju neprestano prilagođavaju parametre na upravljačkoj ploči. "Podignite još 50 stepeni", kaže on svom pomoćniku. "Budite oprezni za održavanje stalne stope grijanja, inače unutarnji naponi u zelenom tijelu uzrokovat će mikrokakove."

Visoko - sinterovanje temperature je kritični korak u optimizaciji svojstava keramičkih materijala. Pod ekstremnim uvjetima od 1600 stupnjeva, atomi unutar materijala obdareni su dovoljnim energijom za prevazilaženje energetskih barijera i rekombina, čime se formira gustoću i stabilniju mikrostrukturu. Međutim, ovaj proces nije uvijek glatko jedrenje - temperaturne fluktuacije, netačne kontrole atmosfere, pa čak i kompozicijske nehodogenosti unutar zelenog tijela mogu dovesti do kvara sinterovanja.

Odjednom je sustav za praćenje zvučao alarm, najavljujući nenormalne fluktuacije u sadržaju kisika unutar peći. "Brzo, prebacite se na zaštitu od dušika!" Profesor Zhang je brzo odgovorio. Njegov pomoćnik odmah je prilagodio plinski ventil, zamjenjujući zrak inertnom atmosferom. Sekundi kasnije, podaci se stabiliziraju. Profesor Zhang udahnuo je uzdah olakšica: "Hvala bogu, uhvatili smo ga na vrijeme, u protivnom bi se ova serija uzoraka cirkonije uhvatili oksidacijom."

Visoko - peći za sinterove temperature nisu samo opremljena; Oni su "alkemičari" nauke o materijalima. Temperature koje zapošljavaju prenošenje neusporedive čvrstoće, otpornosti na toplinu i električnu svojstva na keramiku. Od zrakoplovnog do elektronike, ovi materijali, kaljeni na hiljade stepeni, guraju granice ljudske tehnologije.

{{{1} stupanj visok 1600 stepeni - Tip laboratorijska sinterovna peć je osnovna laboratorijska oprema za visoku - temperaturu materijala. Sa radnom temperaturom do 1600 stupnjeva, može udovoljiti visokim - temperaturnim sintralizacijom, topljenjima i kristalizacijom keramike, metala i kompozitnih materijala. Široko se koristi u osnovnim istraživanjima i malim - batch proizvodnja u poljima kao što su nauka o materijalima, keramičkim inženjerstvom, metalurgija praha i zrakoplovstva. Slijedi detaljan opis uređaja, uključujući njegovu definiciju, osnovnu konstrukciju, princip rada, scenarije aplikacija i ključne operativne točke:

I. Osnovna definicija

Ovaj uređaj je kutija - Vrsta eksperimentalna peć ({1}} temperature. Njegove osnovne karakteristike uključuju kontrolu temperature i stabilan visok - temperaturno okruženje. Simuliranjem procesa sinterovanja (kao što su difuzija čestica, densifikacije i fazne transformacije) materijala na visokim temperaturama, optimizira svojstva materijala (poput povećane snage i gustoće i aktivirane funkcionalne svojstva). Njegova kapaciteta temperature 1600 stupnjeva omogućava da se topi - talište - toplice (kao što su alumina Keramika i silicijum Carbide Composites) koji se ne mogu sinteroviti pomoću konvencionalne opreme.

II. Osnovna struktura i tehničke karakteristike

1. Pećni prostor i izolacijski sistem

Visoka temperatura od 1600 stupnjeva stavlja daleko veće termičke izolacije od srednje {- i niske - temperaturne peći. Strukturni dizajn mora uravnotežiti održavanje visokih temperatura sa kontrolom potrošnje energije:

Kućište: Crafted od 3 mm debele tastere zavarene su zavarene, površina je podvrgnuta visoka - temperaturna zaštita od korozije (npr. Pjeskanje i prskanje sa visokom bojom otporne na temperaturu). Neki visoki - krajnji modeli imaju dvostruku - sloj jaknu za hlađenje vode (za kontinuirani rad u 1600 stepeni) kako bi se spriječilo temperaturu kućišta od 60 stepeni (na sobnoj temperaturi).

Izolacija: koristi multi - sloj kompozitne izolacijske strukture, iznutra do izvana:

Unutarnji sloj: polikristalna mullitna vlaknaste ploče (otpornost na toplinu 1800 stupnjeva, toplotna provodljivost manja ili jednaka 0,12W / (m · k)), izravno izložena visokim temperaturi peći;

Srednji sloj: Alumina šuplje sfere cigle (Al₂o₃ sadržaj veći od ili jednak 90%, otpornost na toplinu 1700 stepeni, lagana i visoka čvrstoća), smanjenje gubitka topline;

Vanjski sloj: Alumina silikat (otpornost na toplotu 1260 stepeni) + reflektivni sloj (aluminijska folija ili nikl - hromijska legura folija), daljnje blokiranje topline.

Ovaj integrirani izolacioni sistem osigurava brzinu gubitka topline manja ili jednaka 3% prilikom rada u 1600 stupnjeva, smanjujući potrošnju energije za otprilike 40% u odnosu na peć od 1400 stupnjeva.

Dizajn vrata na peći: strana - otvaranje ili vertikalno podizanje, opremljeno dvostrukom - brtvenom brtvom (unutrašnji sloj keramičkog vlakna, vanjskog sloja visoke silikonske gumene temperature (- otporna na temperaturu), između kućišta peći i zatvorenih vrata je manja ili jednaka 1 mm. Neki modeli uključuju funkciju "blago otvorene ispušne" (jaz se može podesiti gumbom) kako bi se olakšao pražnjenje isparljivih (poput vode i organske materije) tijekom sintranje.

2. Komora peći i utovarivač

Komora peći je osnovno područje u kojem materijali dolaze u direktan kontakt i moraju biti otporni na visoke temperature, korozije i niske zagađenja.

Materijal komore peći:

Opće primjene: 99% Visoka konorica čistoće (al.

Posebne primjene (npr. Materijali koji sadrže silicijum ili ugljik): silikonski karbid u kombinaciji sa silicijumskom komorom Nitrid (Sic - Si₃n₄) sa temperaturnim otporom od 1600 stepeni i otpornosti na silicijumsku koroziju pare, sprečavajući reakciju između komore i uzorka.

Dimenzije: Zajedničke komore za laboratorijsku peći u rasponu od 10-50L (npr. 300 × 200 × 200 mm). Veće veličine mogu se prilagoditi (zahtijevajući veću snagu grijanja).

Učitavanje - Komore za ležajeve opremljeno je standardnom policom za korundum (debljina veća od ili jednaka do 10 mm) ili molibdenski nosač od legure (pogodan za inertnu atmosferu), koja može primiti uzorke u više slojeva (sa razmakom većim ili jednakim do 50 mm). Prostirke za keramičke vlakne postavljene su na tačku kontakta između police i komore peći za smanjenje gubitaka s izmjeni topline.

3. Sustav grijanja

Zahtjev za visoku temperaturu od 1600 stupnjeva postavlja izuzetno visoke zahtjeve za grijaćim elementima za temperaturnu otpornost i stabilnost. Zajednički elementi i njihove karakteristike su sljedeći:

Grijaći elementi

Materijal

Visoka temperatura otpornost (stepen)

Primjenjiva atmosfera

Karakteristike

Silicijske karbidne šipke: silikonski karbid (sic) 1650 stepeni zrak, inertna atmosfera: visoka otpornost na sobnoj temperaturi, bez smanjenja napona za početak - gore; Jednojednako grijanje, ali krhko i sklono loma zbog vibracija.

Molibden diselicidne šipke: molibdensko dezicid (mosija) 1700 stupnjeva: jak visok - temperaturni oksidacijski otpor i dug radni vijek (do 2000 sati u 1600 stupnjeva), ali potreban je smanjenje napona za početak - gore.

Molibdenum žica (traka): čisti molibden (MO) 1800 stupnjeva inertni / vakuum: visoka efikasnost grijanja, ali sklona izgaranju u oksidiranju atmosfere, zahtijevajući zaštitu vakuuma ili argona.

Izgled grijanja: Uglavnom prihvaća "surround" dizajn (obje strane peći + gornji dio grijaćih elemenata ravnomjerno se distribuiraju kako bi se osigurala temperaturna ujednačenost unutar peći manje od ili jednake na ± 5 stepeni (u 1600 stepeni), sprječavajući lokalne temperaturne razlike koje bi mogle dovesti do neravnog sintranje uzoraka.

Konfiguracija energije: 10L peć je potrebno 10-15kW, a 50L peć potrebno je 25-35kW. Posvećeni transformator (sa stabilnim izlaznim naponom) također je potreban za sprečavanje fluktuacije snage utiče na stabilnost grijanja.

4. Sistem kontrole i praćenja temperature

Regulator temperature: koristi visoko - precizni inteligentni pid kontroler (poput Japanskog Shimadena ili Njemačke Weishaupt). Podržava postavljanje bilo kakve temperature od 0-1600 stepeni, sa podesivom brzinom grijanja od 0-20 stepeni / min (neki modeli podržavaju 0,1 stepen / min koraka), vrijeme zadržavanja od 0-9999 sati i tačnost kontrole temperature od ± 1 stupnjeva.

Element za mjerenje temperature:

Air Atmoefher: Type B termoelement (PT30RH - PT6RH, mjerni raspon 0-1800 stepeni), ubačen direktno u sredinu peći, vreme odziva manje ili jednako 1 sekundu;

Vakuum / inertna atmosfera: Type R Thermoelement (PT13RH - PT, otporniji na kontaminaciju) ili infracrveni termometar (ne - kontakt, kako bi se izbeglo kontaminacija termoelementa).

Kontrola programa: Podržava multi - cold - cool krivulje (npr. "20 stepeni → 500 stepeni (10 sati / min) → Zadržati 4 sata → prirodno hlađenje") da se zaduži sa složenim sinterskim procesima (kao što su multi- faza keramički debindiranje, pre - pucanje i sintering).

Safety features include built-in over-temperature alarm (audible and visual alarm + power off when deviation >10 stepeni), zaštita od kvara termoelementa (grijanje odmah ako termoelement ne uspije), zaštita od prekomjerne struje (izleti kada struja prelazi 1,2 puta veća od nazivne vrijednosti), a zaključavanje vrata (automatski se isključuju napajanjem).

III. Princip rada

Sintering je proces denzifikacije materijala na visokim temperaturama kroz među - difuziju čestica, lijepljenje i eliminaciju porama. Osnovna funkcija opreme je pružiti stabilnu temperaturu ({2}} temperaturno okruženje, što promovira sljedeće fizičke i hemijske promjene:

Kontakt čestica: Materijalni puderi (poput keramičkih pudera i metalnih pudera) dovode u bliski kontakt pod pritiskom ili gravitacijom. Visoka temperatura povećava kinetičku energiju atoma na površini čestica, provale kroz difuzijsku barijeru;

Formiranje vrata: "vrat" oblici na kontaktnom mjestu čestica (slično na fuziju kapljica vode), postepeno raste i povezujući se u cjelinu;

DENEVIFIKACIJA: Kako se temperatura raste, poraže se pore, a gustoća materijala se povećava sa početnih 50% -60% na preko 90% (na primjer, alumina keramika može doći do gustoće od preko 95% nakon sinterovanja u 1600 stepeni);

Fazna transformacija: Neki materijali (poput olova cirkokota titanata keramike) prolaze kristalnu transformaciju (npr. Tetragonalnu za kubiku) na visokim temperaturama, aktivirajući svoju piezoelektričnu i dielektričnu svojstva.

IV. Tipični scenariji aplikacija

Konstrukcijska keramička sinterija: Na primjer, alumina keramika (al₂o₃) i cirkonijska keramika (zro₂) zahtijevaju temperature od 1600 stupnjeva za postizanje jedinstvenog rasta žitarica i denzifikacije i koriste se u proizvodnji otpornih dijelova i visokim strukturi.

Funkcionalna keramika: Na primjer, keramika barije (batio₃) (sintering) daje visoku dielektričnu konstantu, koristi se u kondenzatorima) i keramike temperature aluminija (aln) smanjuje nečistoće i poboljšava toplotnu provodljivost).

Metalurgija u prahu: sinteriranje rastopih - talište - tačke (poput volframovih i molibdenskih legura) ili intermetalni spojevi (poput tialnija) . 1600 diplome promovira difuzijsko zavarivanje i poboljšava materijalnu čvrstoću.

Refraktorno istraživanje materijala: Na primjer, sinteriranje eksperimenata na sirovinama za regulaciju korunduma Testirajte posta - sinterovite linearne promjene, čvrstoću tlačnosti i druga svojstva različitih formulacija u 1600 stupnjeva.

Kompozitni kontrola sučelja: Na primjer, u ugljičnim vlaknima - ojačani kompoziti keramičkih matričnih matrica (C / SIC), sintering u 1600 stupnjeva promovira međufacijalnu reakciju između vlakana i matrice za optimizaciju mehaničkih svojstava.

V. Ključni rad i održavanje

1. Radne specifikacije

Uzorak prethodne obrade:

Uzorci pudera moraju biti zbijeni (npr. Suho prešanje ili izostatičko prešanje) da se spriječi labav prah od leta i kontaminacije peći na visokim temperaturama.

Prvo se moraju zadužiti uzorci (npr. Bijala) (npr. Veziva) (držeći se u 300-600 stepeni 2-4 sata), a zatim se zagrijavaju polako (manje ili jednako 5 stepeni / min) za sprečavanje eksplozija.

Grijanje i hlađenje:

Prilikom sintranje u 1600 stupnjeva preporučuje se stopa grijanja manja ili jednaka do 10 stepeni / min (posebno iznad 1000 stepeni) kako bi se spriječilo pucanje termičkog stresa uzorka.

Nakon sinterovanja, uzorak se mora prirodno hladiti do ispod 800 stupnjeva (otprilike 8-12 sati) prije nego što se vrata peći mogu otvoriti. Prisilno hlađenje zraka strogo je zabranjeno (kao što može uzrokovati eksploziju ili uzorak za pucanje).

Kontrola atmosfere:

Oksidirajuća atmosfera (npr. Keramička sinterija): držite vrata peći blago otvorena ili otvorite ispušni ventil kako bi se osiguralo dovoljno kisika.

Inertna atmosfera (npr. Sintering metala): prvo evakuirajte atmosferu (manje ili jednako 1 PA), a zatim uvesti visok - čistoću argura / azota (veći ili jednak 99,99,9%). Zamijenite atmosferu 3-5 puta, a zatim održavajte blago pozitivan pritisak (0,01-0,02 MPa).

2. Održavanje i njega

Komora na peći: Nakon svake upotrebe uklonite sve preostali prah iz komore peći (koristeći meku četkicu ili usisivač) kako bi se spriječile nečistoće od topljenja i vezanja za komoru peći na visokim temperaturama. (Na primer, nečistoće silikona mogu reagirati sa korundumom da se formiraju nisko - topljenje - točke aluminolikora, koje mogu korodirati komoru peći.)

Inspekcija grejnog elementa:

Silicijske karbidne šipke: Redovito pregledajte pukotine i zavoje. Ako se "praška" (prekomjerna oksidacija) pojavljuje na površini elemenata, zamijenite ga odmah. Osigurajte posebne keramičke stezaljke tokom instalacije kako bi se spriječilo lomljenje zbog stresa.

MOLIBDENUM Disilicidne šipke: Izbjegavajte kontakt s metalom (nizak {- taljenje [{1}} Point Legura će se formirati). Film površine (MOO₃) je zaštitni sloj i ne treba se ogrebati.

Kalibracija termoelementa: kalibrira svakih šest mjeseci koristeći standardni termoelement (poput termoelementa tipa B certificirani od strane Nacionalnog instituta za mjeriteljstvo) kako bi se osigurala grešku mjerenja temperature manje ili jednake ± 3 stupnju.

Sigurnosne mjere opreza: Nosite visoko-- temperatulirane rukavice (otporne na veće ili jednake do 300 stepeni) i naočala prilikom rada. Direktno gledanje peći od 1600 stupnjeva izuzetno je intenzivno zbog intenzivne blistave topline. Prilikom rukovanja uzorcima koji sadrže toksične elemente kao što su olovo i kadmijum, povežite ispušni kanal na haubu za dim.

Sažetak

Visoka temperaturna kutija od 1600 stupnjeva - tipa laboratorijska peć, sa prednostima visoke temperaturne stabilnosti, kontrole temperature i kompatibilnosti materijala, postao je ključni instrument za sintetiranje materijala - taline. Njegov osnovni princip je pružiti idealnu visoku temperaturu ({7}} temperaturni okruženje za materijale optimizacijom sistema za kontrolu izolacije, grijanja i temperature. Pravilni rad i održavanje ne samo da osiguravaju pouzdanost eksperimentalnih rezultata, ali značajno proširuju život opreme (pravilna upotreba u 1600 stepeni može postići život peći od 5-8 godina).