CN202329125U - 一种间歇式微波高温气氛实验炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种间歇式微波高温气氛实验炉，其包括：炉体、炉盖、微波发生器、用于直接探测样品真实温度的红外测温仪、位于所述炉体下方的旋转系统及气氛系统，所述炉盖位于所述炉体的上方、所述微波发生器设于所述炉体的圆周上，所述红外测温仪位于所述炉盖的顶部中心，所述旋转系统在其伸入炉体内的上方设有装有物料的保温结构。本实用新型歇式微波高温气氛实验炉具有气氛可控、微波泄漏低、微波加热均匀、气氛与物料充分接触、适用面广等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及微波高温处理技术领域，尤其是涉及一种间歇式微波高温气氛实验炉。
背景技术
微波是一种频率范围为300MHz～300GHz的电磁波，在微波电磁场的作用下，物质内部的分子发生弛豫运动产生内摩擦，微波能量转变为物质的内能，使物质整体温度迅速升高。微波加热除了具有升温速度快，加热均匀等优势外，还具有细化晶粒，降低反应活化能，加快化学反应速度等独特的特点，广泛应用于材料，冶金，化工，矿物加工等诸多领域。为了进行材料研究的需求，市场上出现了各种各样的微波实验炉和马弗炉。
中国专利CN 2687594Y“可控气氛微波高温加热炉”公开了一种可以实现陶瓷及其复合材料高温加热及烧结的可控微波高温加热炉，该微波加热炉与常规电加热炉相比具有升温速度快，功率需求低和节约能耗的特点。
另，中国专利CN 102032784 A“多功能微波烧结试验炉”公开了一种多功能微波烧结实验炉，可以满足多种材料的烧结工艺要求，其大大节约了烧结炉体设备的投资成本。上述专利只是保证了气氛与物料的充分接触，虽然通过磁控管的位置分布来改善均匀性，但物料加热的均匀性仍然无法保证；又，中国专利CN 2687594Y“可控气氛微波高温加热炉”的炉门与炉体间采用了“波浪形”密封设计虽然可以解决微波泄漏的问题，但炉体与炉门的硬接触无法保证炉体的气密性，上述方案只是通过底部通气的方式进行炉体气氛的调整，只适用于软磁、硬磁等需要一定氧气氛的材料，无法满足惰性气氛或还原性气氛的微波处理的需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：无法兼顾气氛与物料充分接触和炉腔内微波场不均匀的问题，以及实验炉炉腔气密性不佳。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种间歇式微波高温气氛实验炉，其包括：炉体、炉盖、微波发生器、用于直接探测样品真实温度的红外测温仪、位于所述炉体下方的旋转系统及气氛系统，所述炉盖位于所述炉体的上方、所述微波发生器设于所述炉体的圆周上，所述红外测温仪位于所述炉盖的顶部中心，所述旋转系统在其伸入炉体内的上方设有装有物料的保温结构。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述炉体下方还连接有用于抽真空的真空系统。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述炉体为圆筒状，设有用于水冷却的夹层，所述夹层下端有进水口，所述夹层上端有出水口。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述微波发生器均匀布置于炉体的圆周上。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述微波发生器数量为1～3个。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述炉盖位于炉体的上方，炉体与炉盖闭合处设有凹槽，所述凹槽内嵌有O型圈。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述红外测温仪位于炉盖顶部正中心，所述保温结构上方设有测温孔，所述红外测温仪通过所述测温孔直接探测物料温度。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述的旋转系统包括位于炉体下方的旋转电机、位于炉体内的旋转台和旋转轴，所述旋转轴中心设有中空通道，所述旋转轴圆周上均匀布有通孔。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述保温结构放置于旋转台的中心。
进一步地，在上述所述间歇式微波高温气氛实验炉中，所述气氛系统包括位于炉体下方的两气体流量计、一混气罐、位于炉盖上方的气压表及排气口。
本实用新型歇式微波高温气氛实验炉具有气氛可控，微波泄漏低，微波加热均匀，气氛与物料充分接触，适用面广等优点。
附图说明
图1为本实用新型间歇式微波高温气氛实验炉一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
请参阅图1，本实用新型间歇式微波高温气氛实验炉包括：炉体1、炉盖2、微波发生器3、用于直接探测样品真实温度的红外测温仪4、位于所述炉体1下方的旋转系统5及气氛系统6，所述炉盖2位于所述炉体1的上方、所述微波发生器3设于所述炉体1的圆周上，所述红外测温仪4位于所述炉盖2的顶部中心，所述旋转系统5在其伸入炉体1内的上方设有装有物料的保温结构7。
所述炉体1为圆筒状，设有用于水冷却的夹层，所述夹层下端有进水口，所述夹层上端有出水口，为了保证设备的安全稳定长时间运行，冷却水温度应低于50℃。
所述炉体1下方还连接有用于抽真空的真空系统8。
所述微波发生器3均匀布置于炉体1的圆周上，数量为1～3个，炉体1的形状以及微波发生器3的合理布置有利于微波在金属内腔多次反射后形成比较均匀的微波场。
所述炉盖2位于炉体1的上方，炉体1与炉盖2闭合处设有凹槽（未图示），所述凹槽内嵌有O型圈（未图示），所述O型圈的直径比凹槽的深度大2mm，在实验炉抽真空后，所述O型圈被压紧填满凹槽，同时炉盖2与炉体1紧密贴合，在保证炉体气密性要求的同时，又可以显著降低实验炉的微波泄露值。如果不需要气氛烧结，则可将O型圈取出，炉盖2与炉体1间自然紧密接触，微波泄漏值低于50μW/cm2,远远低于国际允许的微波泄露值。
所述红外测温仪4位于炉盖2顶部正中心，所述保温结构7上方设有测温孔72，所述红外测温仪4通过所述测温孔72伸入保温结构7内，直接探测物料温度，并根据实际温度与设定温度的匹配状况自动调整功率以满足设定温度-时间曲线。
请参阅图1，所述的旋转系统5包括位于炉体1下方的旋转电机52、位于炉体1内的旋转台54和旋转轴56，所述旋转轴56中心设有中空通道（未图示），所述旋转轴56圆周上均匀布有通孔（未图示）；所述保温结构7放置于旋转台54的中心。在设备的运行过程中，所述旋转台54以4～6圈/分钟匀速运动，保温结构7随着旋转台54一起运动，这样一方面可以保证保温结构7内的物料更为均匀地受到微波辐照，另一方面，旋转台54在旋转的过程中还起到一个模式牵引的作用，增加微波场在炉体1内的传输模式，提高微波场在炉体1内分布的均匀性。
所述气氛系统6包括位于炉体1下方的两气体流量计62、一混气罐64、位于炉盖2上方的气压表66及排气口68，气体经由流量计62、混气罐64、旋转轴56上的通孔及中空通道进入保温结构7内腔，再经由排气口68排出。
以下结合本实施例来说明下本实用新型间歇式微波高温气氛实验炉的工作过程：将装有物料的保温结构7放置于旋转台54中心位置，O型圈放入凹槽后关闭进气口与排气口68阀门抽真空， 炉体1内真空度达到1Pa后通入实验所要求的气体，气体可以是氧气，惰性气体，弱还原气体，气体的比例可以通过流量计62调整并经过混气罐64混合后，经由旋转轴56上的通孔和中空通道进入保温结构7内腔，待炉腔内压力略大于大气压时，然后开启旋转台电机52和微波发生器3，根据实验要求保压烧结或流动气氛烧结。本实用新型的旋转台54在旋转过程中物料均匀收到微波辐照，同时起到模式牵引的作用，炉体内微波场分布更为均匀，在保证物料加热均匀性的前提下，本实用新型还解决了气氛与物料充分接触的问题，特别适用于发生气－固/固—固反应的微波合成或烧结。
与现有技术相比，本实用新型歇式微波高温气氛实验炉具有气氛可控，微波泄漏低，微波加热均匀，气氛与物料充分接触，适用面广等优点。
本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (10)
1.一种间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，其包括：炉体、炉盖、微波发生器、用于直接探测样品真实温度的红外测温仪、位于所述炉体下方的旋转系统及气氛系统，所述炉盖位于所述炉体的上方、所述微波发生器设于所述炉体的圆周上，所述红外测温仪位于所述炉盖的顶部中心，所述旋转系统在其伸入炉体内的上方设有装有物料的保温结构。
2.根据权利要求1所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述炉体下方还连接有用于抽真空的真空系统。
3.根据权利要求2所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述炉体为圆筒状，设有用于水冷却的夹层，所述夹层下端有进水口，所述夹层上端有出水口。
4.根据权利要求1所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述微波发生器均匀布置于炉体的圆周上。
5.根据权利要求4所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述微波发生器数量为1～3个。
6.根据权利要求1所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述炉盖位于炉体的上方，炉体与炉盖闭合处设有凹槽，所述凹槽内嵌有O型圈。
7.根据权利要求1所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述红外测温仪位于炉盖顶部正中心，所述保温结构上方设有测温孔，所述红外测温仪通过所述测温孔直接探测物料温度。
8.根据权利要求1所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述的旋转系统包括位于炉体下方的旋转电机、位于炉体内的旋转台和旋转轴，所述旋转轴中心设有中空通道，所述旋转轴圆周上均匀布有通孔。
9.根据权利要求8所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述保温结构放置于旋转台的中心。
10.根据权利要求1所述的间歇式微波高温气氛实验炉，其特征在于，所述气氛系统包括位于炉体下方的两气体流量计、一混气罐、位于炉盖上方的气压表及排气口。
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|---|---|---|---|---|
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| CN108151887A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-12 | 湖南航天诚远精密机械有限公司 | 一种微波实验炉 |
| CN109530699A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-03-29 | 东莞市原力无限打印科技有限公司 | 一种3d打印金属实体的复合烧结设备及方法 |
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