1600 kraadi kõrge temperatuuriga kast - tüüp keraamiline paagutamine eksperimentaalne ahi

Hetk 1600 -kraadise - temperatuurikasti - uks - tüüp keraamiline paagutamine Eksperimentaalne ahju aeglaselt suletud, laboris oli ainus heli madal - seadmetest. Vaatlusakna kaudu võis näha ahjus asuvaid tumepunaseid räni karbiidi kuumutusvardasid järk -järgult, vilgutades nagu mõne iidse olendi hingamisrütm. Temperatuuri kontrolleri LCD -ekraanil olevad numbrid hakkasid kiiresti tõusma: 200 kraadi juures muutus ahju jääk niiskus valgeks uduks ja pääses läbi väljalaskeventiili. 600 kraadi juures võttis spetsiaalse keraamilise keha pind - Pearl Lusteri - ema. Kui temperatuur ületas 1000 kraadi kriitilise punkti, muutus kogu ahjukamber ootamatult läbipaistvaks ja helendavaks, justkui sünniks miniatuurne päike.

Paagutusprotsess oli sel hetkel materjali molekulaarse paigutuse ümberkirjutamine. Termodünaamika ajendatud tsirkooniumoksiidipulber alustas oma imelist tihendusreisi. Terade piirid hägustusid järk -järgult nagu liiv mõõna ajal ja poorid kadusid aatomite rändades. Labori assistent Kobayashi märkas äkki ebaharilikku kõikumist infrapunatermomeetri andmetes - negatiivset kõrvalekaldet 3 kraadi loodetemperatuuri tsoonis. See peen muutus käivitas viivitamatult meeskonna konditsioneeritud refleksid: professor Zhang kohandas õhuvoolu jaotuklapi ja insener Li parandas samaaegselt PID -parameetreid, nagu näiteks metsiku hobuse ohud vaikselt pingutades.

Nii nagu temperatuuri kõver jõudis tagasi oma ideaalse trajektoori juurde, näitas peamine juhtimisarvuti järsku faasimuutuse hoiatust. Seirekraanil läbis alumiiniumoksiidi üleminekukihi difraktsioonimuster liblikas - nagu vahetus. - faasisiir, mis algselt oli oodata 1450 kraadi juures, oli toimunud 37 minutit varem. "See on nano - dopanti katalüütiline mõju," libises professor Zhang kiiresti oma labori märkmete kaudu, tehes pealt esile tõstetud sektsiooni. "Alustage kohe plaani B gradiendi jahutusprogrammi."

1600 kraadi kõrge - temperatuurikast - tüüpi keraamiline paagutamine Eksperimentaalne ahi on kõrge - temperatuuri kütteseade, mis on loodud spetsiaalselt keraamiliste materjalide paagutamise katseteks (näiteks struktuurne keraamika, funktsionaalne keraamika ja eriline keraamika). Oma 1600 -kraadise temperatuurivõime ja stabiilse ahju keskkonnaga vastab see keraamiliste materjalide tihenemise ja faasi muundamise põhiprotsessi nõuetele kõrgel temperatuuril. Järgnev on üksikasjalik sissejuhatus, mis keskendub põhilistele jõudlustele, konstruktsiooni kujundamisele ja rakendatavatele stsenaariumidele:

1. põhitootlus: keraamilise paagutamise peamiste nõuete täitmine

Keraamiline paagutamine paneb eriti suured nõudmised temperatuuri täpsusele, ahju ühtlusele ja soojusisolatsiooni stabiilsusele (näiteks keraamilises kehas võivad suured kohalikud temperatuuride erinevused kergesti põhjustada lõhenemist). Seda tüüpi seadmete jõudluse kujundamine on nende nõuete keskmes:

1. kõrge - temperatuuri stabiilsus ja temperatuurikontrolli täpsus

Kütteelementide ühilduvus: 1600 kraad läheneb räni karbiidi varraste maksimaalsele töötemperatuurile (tavaliselt 1400 - 1600 kraadi). Seetõttu kasutavad kõrge - otsaseadmed sageli sooleeelementidena räni molübdeeni vardaid (rakendatavaid temperatuure 1600–1800 kraadi). Nendel vardatel on tugev kõrge temperatuuriga oksüdatsiooniresistentsus, need on vananemisele vastupidavad isegi 1600 kraadi juures ja pakuvad stabiilset küttetõhusust.

Temperatuuri juhtimissüsteemi täiendamine: varustatud kõrge - täpsusega mikroarvuti PID -juhtimissüsteemiga (näiteks imporditud Daodian ja Yudian moodulid), toetab see multi - etapi programmeeritavat temperatuurikontrolli (nt 20- 30 kaldtee- up {7 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{up, up. kaldtee - alla kõverad) temperatuurikontrolli täpsusega ± 1 kraadi. Mõnel seadmel on ka funktsioon "adaptiivne reguleerimine", mis täidab automaatselt ahju koormuse (nt keraamiliste kehade arvu) põhjal võimsust temperatuuri kõikumiste vältimiseks.

2. ahju temperatuuri ühtlus

Struktuuriline optimeerimine: ahju interjöör on konstrueeritud kõrge - tihedusega õõnes alumiiniumoksiidifääri tellistest või mulite - corundum komposiitmaterjalid (kõrge - temperatuur ja soojuskindlus), et minimeerida deformatsiooni kõrgetel temperatuuridel. Kütteelemendid jaotatakse ühtlaselt ahju mõlemal pool või kõigil neljal küljel (nt külg - paigaldatud ja ülalt - paigaldatud). Kombineerituna voolu - juhendava struktuuriga tagab see ahju temperatuuri ühtluse ± 5 kraadi (1600 kraadi juures), takistades lokaliseeritud - või - alal keraamilise paagutamise ajal ebaühtlase kütte tõttu.

Isolatsioonidisain: kasutades "multi - kihi komposiit isolatsioon" struktuur - kõrge - temperatuuriga kiu sisemine kiht (vastupidav temperatuuridele üle 1600 kraadi), keskmise keskosa kihi ja väliste korpusekihtide lahter. Kombineerituna topelt - kihi ahju kesta ja õhujahutussüsteemiga vähendab see konstruktsioon soojuskadu temperatuuril üle 1600 kraadi (säästes üle 30%), säilitades samal ajal ahju pinna temperatuuri alla 70 kraadi (toatemperatuuril).

Ii. Struktuuri- ja ohutusdisain: sobib kõrgeks - temperatuurikatseteks

1600 kraad on ülimaht - kõrge temperatuuri vahemik, mis nõuab rangemaid seadmete struktuuri ja ohutusmeetmeid kui keskmise - ja madala - temperatuuri ahjud:

1. ahjukamber ja ahju konstruktsioon

Ahjukambri tihendus: ahjuuks kasutab kahetiialset tihendit "silikoonkumm + metalli velje", tagades tiheda sobivuse isegi kõrgel temperatuuril ja minimeerides inertseid gaase (näiteks lämmastik ja argoon; mõned keraamika nõuavad atmosfääri). Ahju ava on konstrueeritud kaldus servaga, et vältida tuha akumuleerumist ja kahjustada tihendit.

Koormus - laagri- ja deformatsioonitakistus: ahju põhi on valmistatud paksendatud korundmplaatidest (vastupidav 1600 kraadi ja rõhku - vastupidav), et toetada raskeid keraamilisi tühikuid (näiteks suured keraamilised proovid). Ahju raami tugevdatakse teraslõikudega, et vähendada deformatsiooni pärast pikka - terminit kõrge - temperatuuri kasutamine.

2. Turvakaitsesüsteem

Mitme ületemperatuuri kaitse: lisaks peamisele temperatuurikontrollisüsteemile on lisatud ka sõltumatu ületemperatuuri häireseade (näiteks mehaaniline temperatuurilüliti). Kui põhisüsteem ebaõnnestub ja temperatuur ületab 1650 kraadi, lülitab süsteem kohe välja peamise toiteallika ning väljastab kuulda ja visuaalse häire, et vältida ahju läbipõlemist.

Spetsiaalsed ohutusfunktsioonid:

Paaride katkine kaitse: kui termopaar (B -tüüpi termopaar on vajalik 1600 -kraadiseks mõõtmiseks) puruneb, süsteem peatab automaatselt kuumutamise ja kuvab rikketeate.

Ahju uks on lukustus: kui ahju uks avatakse, lülitub küttesüsteem kohe välja (või väheneb temperatuuri säilitamiseks madalale temperatuurile), takistades operaatorite kokkupuudet 1600 -kraadise ahjuga.

Ülevoolukaitse: kui vooluahela vool on ebanormaalne (näiteks lühike - vooluahelaga räni - molübdeenvarras), siis kaitselüliti sõidab kiiresti seadme vooluringi kaitsmiseks.

Iii. Kohaldatavad stsenaariumid ja tüüpilised rakendused

Kasutatakse peamiselt keraamiliste materjalide eksperimentaalseks paagutamiseks, sealhulgas järgmised stsenaariumid:

Teadusuuringud: ülikoolid ja teadusinstituudid kasutavad seda tehnoloogiat uute keraamika (näiteks tsirkooniumoksiidi ja räni nitriidi keraamika) koostiste väljatöötamiseks. Paagutamise temperatuuri (nt 1500-1600 kraadi gradiendi katseid) ja hoidmisaega kontrollides saab materjalide tihedust, kõvadust ja muid omadusi testida.

Väike - partii tootmine: keraamikaettevõtted kasutavad seda tehnoloogiat spetsiaalse keraamika väikeste partiide (näiteks keraamiliste lõiketööriistade ja elektrooniliste keraamiliste substraatide) pilootmiseks tööstuslike paagutamise parameetrite kontrollimiseks.

Muud kõrged - temperatuurikatsed: Lisaks keraamikale saab seda tehnoloogiat kasutada ka kõrge - temperatuuri tulekindlate materjalide (näiteks korundi telliste) tulistamiseks ja kõrge - temperatuuri lõõmutamine metallide kohta (gaasivoolusüsteem saab lisada, kui see on vajalik.

IV. Kasutuse ettevaatusabinõud

Kütteelementide hooldus: räni - molübdeeni vardad on toatemperatuuril oksüdatsioonile vastuvõtlikud. Pärast kasutamist või pärast pikka passiivsuse perioodi tuleb neid pinna lisandite eemaldamiseks küpsetada lämmastikuga 500–800 kraadi 1-2 tundi. Elementide purunemise vältimiseks vältige kasutamise ajal järsku kuumutamist või jahutamist (nt ukse avamine 1600 kraadi juures).

Materiaalsed piirangud: ärge soojusmaterjale, mis sisaldavad orgaanilisi aineid, või madal - sulamine - punktmetallid (näiteks alumiinium ja tsink), et vältida lendumist kõrgetel temperatuuridel, mis võib toota toksilisi gaase või korrodeerida ahjukambrit. Keraamilised toorikud peavad olema kuivad (niiskusesisaldus<1%) before being placed in the furnace to prevent water vapor expansion at high temperatures, which could cause cracking.

Atmosfääri juhtimine: kui on vaja atmosfääri paagutamist (nt inertse gaasi kaitse), veenduge, et gaasisüsteem ja ahjukamber on tihedalt suletud ning et väljalasketoru asuks ohtlike gaasi lekke vältimiseks süüteallikatest eemal.

Kokkuvõte

1600 -kraadise kõrge - temperatuurikasti põhilised eelised - tüüpi keraamiline paagutamine Eksperimentaalne ahju on kõrge - temperatuuri stabiilsus, temperatuuri ühtlus ning ohutus ja usaldusväärsus. Selle disain, millel on räni - molübdeeni varda kuumutamine, komposiitisolatsioon ja temperatuuri juhtimine, vastab keraamiliste materjalide paagutamise nõuetele ultra - kõrgetel temperatuuridel. Ahju valimisel kaaluge brändi, ahju suurust (tavaliselt vahemikus 200 × 200 × 200 mm kuni 500 × 500 × 500 mm), temperatuurikontrolli täpsust ja tööprotseduuride ranget järgimist, et tagada eksperimentaalne ohutus ja täpsed tulemused.

Jahutussüsteemi aktiveerimisel eraldavad kuusteist lämmastiku düüsi samaaegselt külma õhu udu ja sinise ja valge kuumuse keerist läbi ahju. Termiline pildistamine näitab keraamilise komponendi - kaunist radiaalselt sümmeetrilist mustrit - kütkestav hetk paagutamise kunstis. Kui temperatuur naaseb lõpuks toatemperatuurile ja ahju uks avatakse, lasub kuupkeraamiline substraat, mis särab nagu kuuvalgus, vaikselt tulekindlatele tellistele. Selle maht on kahanenud 19,8%, kuid selle pind on sujuvam kui beebi nahk.