CN206919649U - 一种微波高温烧结炉保温腔体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微波高温烧结炉保温腔体，属于微波高温烧结技术领域。所示装置由耐高温氧化铝纤维棉箱体、第二保温层和样品烧结区构成。本保温腔体可以承受1800℃的高温，保温性能好，温度场分布均匀，可以实现高密度合金、硬质合金、陶瓷材料等在微波场中的快速烧结。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波高温烧结炉保温腔体，属于微波烧结技术领域。
背景技术
微波烧结是一种快速的烧结技术，能显著降低烧结温度、节能、环境友好、缩短烧结时间等优点，广泛用于高温陶瓷、高密度合金和硬质合金等高温材料的烧结。
在微波加热制备材料的过程中，最主要的就是升温和保温。因为要想快速高效的制备出高性能的材料，就必须保证能达到快速的升温速率，并且在高温下能很好的保温。而炉腔保温腔体设计的好坏，决定这炉子的升温和保温性能。目前，使用最广泛的就是直接使用氧化铝纤维棉作为保温材料，将碳化硅棒置于坩埚四周或直接使用碳化硅坩埚。该方法最大缺点在于，其温度场分布不均，且保温性能差，容易造成不必要的能量损失。
在专利申请公布号为CN103868354A 中，采用3层保温设计，该方法保温设计复杂、不易拆装，同时最外层采用莫来石，增加了制备成本。在另一专利申请公布号为CN105091604A中，设计了一种针对陶瓷材料烧结的保温装置，该保温装置虽然拆装方便，但是将烧结体置于碳化硅、石墨和活性炭混合粉末之中，造成了测温不准，同时活性炭和石墨粉容易对样品造成污染。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型的目的是提出一种保温效果好、升温速率快、温度场分布均匀、结构简单和成本低廉的保温腔体。
实现本实用新型的技术解决方案为：一种微波高温烧结炉保温腔体，包括磁控管、冷却水进口、冷却水出口、保护气进口、气体出口、红外测温孔、氧化铝纤维棉箱体、氧化铝纤维棉盖、第二保温层、石墨坩埚、石墨挡板。
其中，进水口和出水口构成整个腔体的冷却水路。氧化铝纤维棉箱体和氧化铝纤维棉盖构成外层保温腔体，棉盖正中设有圆孔，和测温孔正对。第二保温层位于外层保温层内部，主要由碳化硅和氧化铝混合颗粒组成，均匀包覆在石墨坩埚外周。石墨坩埚内部放置烧结体，烧结体之间放有石墨挡板。
本实用新型的工作原理为：
本实用新型选用的氧化铝纤维棉、氧化铝颗粒和石墨坩埚具有良好的透波性，耐高温性能。将混合均匀的碳化硅和氧化铝颗粒包覆于石墨坩埚外周，然后将烧结体放与石墨坩埚内部，相邻烧结体之间放置石墨挡板，并盖上氧化铝纤维棉盖，保证棉盖的正中开孔对准红外测温孔和烧结体。开启微波电源，烧结体和坩埚外部混合颗粒同时吸波升温，并通过控制磁控管的输出功率来控制升温速率。在烧结过程中，氧化铝纤维棉主要起保温作用，而第二保温层的碳化硅和氧化铝颗粒主要起预热坩埚和辅助加热作用，这样能保证坩埚和烧结体同时升温，避免造成温度不均。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的保温腔体结构设计合理，操作方便，保温效果好，升温速率快，并可以实现0-1800℃的温度使用范围，可以广泛用于高密度合金、硬质合金和陶瓷材料的烧结。
2、本实用新型腔体保温装置采用的碳化硅颗和氧化铝混合颗粒作为保温和辅助加热层，替代了传统的碳化硅棒或者碳化硅粉覆盖辅助加热的方式，保证了加热的均匀性，同时提高了保温效果。
3、本实用新型设计的石墨坩埚中的相邻烧结样品之间放置石墨挡板，可以同时进行多个样品的烧结，提高了生产效率。
附图说明
图1是本实用新型的微波高温烧结炉保温腔体的剖面图。
图中编号代表的含义为：1-磁控管、2-冷却水进口、3-冷却水出口、4-保护气进口、5-气体出口、6-红外测温孔、7-氧化铝纤维棉箱体、8-氧化铝纤维棉盖、9-第二保温层、10-石墨坩埚、11-石墨挡板、12-烧结体。
具体实施方式
下面结合附图详细介绍本实用新型的优选实施方式
如图一，本实用新型用于微波高温烧结炉保温腔体呈圆形立式，其设与微波烧结炉内部，所述保温腔体包括磁控管（1）、冷却水进口（2）、冷却水出口（3）、保护气进口（4）、气体出口（5）、红外测温孔（6）、氧化铝纤维棉箱体（7）、氧化铝纤维棉盖（8）、第二保温层（9）、石墨坩埚（10）、石墨挡板（11）；所示的冷却水进口（2）和出口（3）构成整个腔体的冷却水路；保护气进口（4）和出口（5）控制整个炉腔的烧结气氛；氧化铝纤维棉箱体（7）和氧化铝纤维棉盖（8）位于炉腔内部，构成外层保温腔体，棉盖正中设有圆孔，与红外测温孔（6）正对；第二保温层（9）位于外层保温层内部；石墨坩埚（10）位于第二保温层内部，且紧密包覆在石墨坩埚外周。石墨坩埚（10）内部放置烧结体（12），烧结体之间放有石墨挡板（11）。
所述的氧化铝纤维棉箱体为圆形。
所述的第二保温层为碳化硅和氧化铝混合颗粒，且均匀包覆在石墨坩埚周围。
所述的石墨坩埚为圆柱形。
所述的氧化铝保温棉盖中心开孔，直径为4cm。
本实用新型的描述和应用是说明性的，并非将范围限制在上述实例中。对于本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神或本质特性的情况下，可以对本实用新型进行其他变形或改变。
Claims (4)
1.一种微波高温烧结炉保温腔体，其特征在于，包括磁控管（1）、冷却水进口（2）、冷却水出口（3）、保护气进口（4）、气体出口（5）、红外测温孔（6）、氧化铝纤维棉箱体（7）、氧化铝纤维棉盖（8）、第二保温层（9）、石墨坩埚（10）、石墨挡板（11）；图一所示的冷却水进口（2）和出口（3）构成整个腔体的冷却水路；保护气进口（4）和出口（5）控制整个炉腔的烧结气氛；氧化铝纤维棉箱体（7）和氧化铝纤维棉盖（8）位于炉腔内部，构成外层保温腔体，棉盖正中设有圆孔，与红外测温孔（6）正对；第二保温层（9）位于外层保温层内部；石墨坩埚（10）位于第二保温层内部，且紧密包覆在石墨坩埚外周。石墨坩埚（10）内部放置烧结体（12），烧结体之间放有石墨挡板（11）。
2.根据权利要求1所述的一种微波高温烧结炉保温腔体，其特征在于，所述的氧化铝纤维箱体为圆形。
3.根据权利要求1所述的一种微波高温烧结炉保温腔体，其特征在于，所述的第二保温层为氧化铝和碳化硅混合颗粒，颗粒粒径为2-5 mm，且颗粒混合体积比为1：4。
4.根据权利要求1所述的一种微波高温烧结炉保温腔体，其特征在于，所述的石墨坩埚为圆柱形，厚度为0.5-1.5 cm。
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