CN104848690B - 烧结模具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烧结模具，包括外壳、碳化硅管、样品定位球以及样品管；所述样品管用于放置待烧结样品，所述样品管带有通气口；所述样品定位球填充于所述样品管内，用于固定所述待烧结样品的位置；所述碳化硅管包裹所述样品管的外壁，用于在启动微波加热时，吸收微波而迅速升温并通过热传导的方式给所述待烧结样品加热；所述外壳包裹所述碳化硅管的外壁。
Description
技术领域
本发明涉及材料的烧结技术，特别是涉及一种烧结模具。
背景技术
铁氧体材料是电子、机电和通信网络等产业中广泛应用的基础材料，发挥着十分重要的作用，对电子元器件性能的优化和改善做出了卓越贡献。随着电子信息产业和通信网络的迅猛发展，电子设备、仪器不断向高频化、小型化、轻量化、集成化方向靠拢，这一趋势推动了元器件的发展和换代，扩大了高性能铁氧体材料的需求量。微波烧结技术是利用微波能加热实现材料烧结的技术，具有低温、快速、高能效比和无污染等优点，已成为快速制备高质量、高性能材料的一种重要的技术手段。烧结模具是微波烧结技术中非常重要的组成部分。
然而，在利用微波烧结技术制备铁氧体材料的过程中，因铁氧体材料在低温阶段的吸波特性很差，从而导致材料的加热升温过程极其缓慢，浪费能源和时间，这个问题是传统的烧结模具无法解决的。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够节约能源和时间的烧结模具。
一种烧结模具，包括外壳、碳化硅管、样品定位球以及样品管；所述样品管用于放置待烧结样品，所述样品管带有通气口；所述样品定位球填充于所述样品管内，用于固定所述待烧结样品的位置；所述碳化硅管包裹所述样品管的外壁，用于在启动微波加热时，吸收微波而迅速升温并通过热传导的方式给所述待烧结样品加热；所述外壳包裹所述碳化硅管的外壁。
在其中一个实施例中，所述外壳为石棉保温砖或氧化铝保温砖。
在其中一个实施例中，还包括隔热管，所述隔热管位于所述外壳与所述碳化硅管之间，用于防止所述外壳温度过高。
在其中一个实施例中，所述隔热管为石英玻璃通管。
在其中一个实施例中，所述隔热管的外径为70毫米～100毫米，内径60毫米～95毫米，长度150毫米～200毫米。
在其中一个实施例中，所述样品定位球为氧化铝空心球。
在其中一个实施例中，所述样品管为石英玻璃通管。
在其中一个实施例中，所述碳化硅管的外径为60毫米～80毫米，内径50毫米～73毫米，长度130毫米～180毫米。
在其中一个实施例中，所述样品管的外径为45毫米～60毫米，长度100毫米～150毫米。
在其中一个实施例中，所述样品定位球的直径为3毫米～5毫米。
上述烧结模具，采用碳化硅管包裹所述样品管的外壁，碳化硅管具备良好的吸波特性，在启动微波加热时，就可以迅速升温，并通过热传导方式来加热所述样品管内的待烧结样品，这样可以减少待烧结样品加热的时间，节约能能源。
附图说明
图1为一实施例中烧结模具的内部结构示意图；
图2为另一实施例中烧结模具的内部结构示意图；
图3为图2所示实施例中烧结模具的外观图；
图4为图2所示实施例中的烧结模具在去掉外壳和隔热管时的结构图；
图5为一实施例中样品管与样品定位球的组合图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1，为一实施例中烧结模具的内部结构示意图。
该烧结模具包括样品管110、样品定位球120、碳化硅管130以及外壳140。
样品管110用于放置待烧结样品150，样品管110带有通气口112。
在本实施例中，样品管110为石英玻璃通管。带有通气口的石英玻璃管是为了满足铁氧体等材料需气氛保护烧结的要求。
石英玻璃是二氧化硅单一成分的非晶态材料，其微观结构是一种由二氧化硅四面结构体结构单元组成的单纯网络，由于Si-O化学键能很大，结构很紧密，所以石英玻璃具有独特的性能。石英玻璃具有极低的热膨胀系数，高的耐温性，极好的化学稳定性。
样品定位球120填充于样品管110内，用于固定待烧结样品150的位置。
在本实施例中，样品定位球120为氧化铝空心球。氧化铝空心球是一种新型的高温隔热材料，它是用工业氧化铝在电炉中熔炼吹制而成的，晶型为a-Al2O3微晶体。以氧化铝空心球为主体，可制成各种形状制品，最高使用温度1800℃，制品机械强度高，为一般轻质制品的数倍，而体积密度仅为刚玉制品的二分之一。氧化铝空心球在石化工业气化炉、炭黑工业反应炉、冶金工业感应电炉等高温、超高温窑炉上得到广泛应用，取得了十分满意的节能效果。
碳化硅管130包裹样品管110的外壁，用于在启动微波加热时，吸收微波迅速升温并通过热传导的方式给所述待烧结样品加热。
碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性。
外壳140包裹碳化硅管130的外壁。在本实施例中，外壳140为石棉保温砖或氧化铝保温砖。
石棉和氧化铝有一个共同特性：保温效果好。通过采用石棉保温砖或氧化铝保温砖作为外壳140，这样具有保温效果，可以使得待烧结样品在烧结过程中减缓冷却速率。
请参照图2，为另一实施例中烧结模具的内部结构示意图。
该烧结模具包括样品管210、样品定位球220、碳化硅管230、隔热管240以及外壳250。
样品管210用于放置待烧结样品260，样品管210带有通气口212。
在本实施例中，样品管210为石英玻璃通管。带有通气口的石英玻璃管是为了满足铁氧体等材料需气氛保护烧结的要求。
样品定位球220填充于样品管210内，用于固定待烧结样品260的位置。
在本实施例中，样品定位球220为氧化铝空心球。
碳化硅管230包裹样品管210的外壁，用于在启动微波加热时，吸收微波迅速升温并通过热传导的方式给所述待烧结样品加热。
碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性。
隔热管240位于外壳250与碳化硅管230之间，用于防止外壳250温度过高。在本实施例中，隔热管250为石英玻璃通管。
外壳250包裹隔热管240的外壁。在本实施例中，外壳250为石棉保温砖或氧化铝保温砖。
石棉和氧化铝有一个共同特性：保温效果好。通过采用石棉保温砖或氧化铝保温砖作为外壳250，这样具有保温效果，可以使得待烧结样品在烧结过程中减缓冷却速率。
请结合图3，为图2所示实施例中烧结模具的外观图。
烧结模具的尺寸大小可以根据实际需要进行设计。具体地，针对待烧结样品260的边长为6毫米～10毫米的正方体时，样品管210的外径为45毫米～60毫米，长度100毫米～150毫米。样品定位球220(图3中未示出)的直径为3毫米～5毫米。碳化硅管230的外径为60毫米～80毫米，内径50毫米～73毫米，长度130毫米～180毫米。隔热管240的外径为70毫米～100毫米，内径60毫米～95毫米，长度150毫米～200毫米。
请结合图4，为图2所示实施例中的烧结模具在去掉外壳和隔热管时的结构图。
请结合图5，为一实施例中样品管310与样品定位球320的组合图。
上述烧结模具，采用碳化硅管包裹所述样品管的外壁，碳化硅管具备良好的吸波特性，在启动微波加热时，就可以迅速升温，并通过热传导方式来加热所述样品管内的待烧结样品，这样可以减少待烧结样品加热的时间，节约能能源。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种烧结模具，其特征在于，包括外壳、碳化硅管、样品定位球以及样品管；所述样品管用于放置待烧结样品，所述样品管带有通气口；所述样品定位球填充于所述样品管内，用于固定所述待烧结样品的位置；所述碳化硅管包裹所述样品管的外壁，用于在启动微波加热时，吸收微波而迅速升温并通过热传导的方式给所述待烧结样品加热；所述外壳包裹所述碳化硅管的外壁，其中，所述样品定位球为氧化铝空心球；所述待烧结样品填埋在所述氧化铝空心球堆中，所述样品定位球包围所述待烧结样品；
还包括隔热管，所述隔热管位于所述外壳与所述碳化硅管之间，用于防止所述外壳温度过高，所述隔热管为石英玻璃通管。
2.根据权利要求1所述的烧结模具，其特征在于，所述外壳为石棉保温砖或氧化铝保温砖。
3.根据权利要求1所述的烧结模具，其特征在于，所述隔热管的外径为70毫米～100毫米，内径60毫米～95毫米，长度150毫米～200毫米。
4.根据权利要求1所述的烧结模具，其特征在于，所述样品管为石英玻璃通管。
5.根据权利要求1所述的烧结模具，其特征在于，所述碳化硅管的外径为60毫米～80毫米，内径50毫米～73毫米，长度130毫米～180毫米。
6.根据权利要求1所述的烧结模具，其特征在于，所述样品管的外径为45毫米～60毫米，长度100毫米～150毫米。
7.根据权利要求1所述的烧结模具，其特征在于，所述样品定位球的直径为3毫米～5毫米。
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