CN213273731U - 一种坩埚及含其的中频感应电炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种坩埚及含其的中频感应电炉。该坩埚由内至外包括依次同轴贴设的锆石英层、碳化硅层和石墨层；锆石英层围合形成具有一上开口的内腔室；碳化硅层围合形成可供锆石英层嵌设的空间；石墨层围合形成可供碳化硅层嵌设的空间；锆石英层的厚度与碳化硅层的厚度的比值为(1.5～3)：1。本实用新型的坩埚可适用于制备玻璃抗菌剂、导热效果佳、耐久性好，可应用于感应电炉中。

Description

一种坩埚及含其的中频感应电炉

技术领域

本实用新型涉及一种坩埚及含其的中频感应电炉。

背景技术

感应电炉一般应用于熔化金属，具有速度快，方便高效的特点。制备小批量玻璃抗菌剂，通常使用辐射加热的方式制备，这种方法效率低、能耗大。若使用感应电炉制备玻璃抗菌剂，将大大提升效率。由于玻璃抗菌剂需要保证透明度及洁净度，在制备过程中不能引入杂质。若使用目前现有技术中常规的石墨坩埚，将无法得到的合格的玻璃抗菌剂。石墨的存在会使得玻璃抗菌剂发黑，而且石墨在高温下(玻璃抗菌剂的熔制温度一般需要1200℃)会与空气中的氧气发生反应而被腐蚀。

另外，由于感应电炉的工作原理，需要具备导电性能的材质才可实现快速加热的目的。快速加热对坩埚具备较高要求，坩埚的热膨胀系数越小，单位时间所能承受的温度变化越高。虽然常规的刚玉坩埚或者锆石英坩埚，在非真空或是非还原性的条件下耐侵蚀效果较佳，但是其导电性差，且热膨胀系数相对较大，难以实现加热。

因此，目前缺少一种既可应用于感应电炉的坩埚，又可制备合格的玻璃抗菌剂的坩埚。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中石墨坩埚的耐侵蚀性差、且无法制备质量合格的玻璃抗菌剂，锆石英坩埚无法应用于感应电炉的缺陷，而提供一种坩埚及含其的中频感应电炉。本实用新型的坩埚可适用于制备玻璃抗菌剂、导热效果佳、耐久性好，可应用于感应电炉中。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题。

本实用新型提供了一种坩埚，所述坩埚由内至外包括依次同轴贴设的锆石英层、碳化硅层和石墨层；

所述锆石英层围合形成具有一开口向上的内腔室；

所述碳化硅层围合形成可供所述锆石英层嵌设的空间；

所述锆石英层围合形成可供所述碳化硅层嵌设的空间；

所述锆石英层的厚度与所述碳化硅层的厚度的比值为(1.5～3)：1。

本实用新型中，所述锆石英层的主要成分为硅酸锆，在玻璃抗菌剂熔制的温度下，非常稳定。即使在非真空或非还原性条件下，也不会与玻璃抗菌剂中的成分发生反应，更也不会污染玻璃抗菌剂。而最外层的石墨，导热性能佳、热膨胀系数小、急冷急热有较强的抗应变性能，具备感应电炉所必需的导电性能。中间的碳化硅层，即含有硅又含有碳，能够分别与最内层的锆石英和最外层的石墨有良好的粘合性能，使得锆石英层、碳化硅层和石墨层之间紧密结合，坩埚整体上牢固性更强。同时，碳化硅和石墨均具有良好的导热性能，可将热源均匀且快速的传递给最内层的锆石英，实现均匀的加热。而且所述的锆石英层与所述的碳化硅层设置为特定的厚度比，可实现更加的导热效果，还可延长坩埚的耐久性。

另一方面，当长时间多次使用所述的坩埚时，不可避免的会产生一些裂缝，由于中间的碳化硅层也是非常好的耐热材料，且耐侵蚀效果好，可避免石墨层与熔制中的高温原料相接触而污染玻璃抗菌剂，进一步延长了坩埚的使用寿命。

本实用新型中，所述内腔室的形状可为本领域常规，较佳地为圆柱孔。

本实用新型中，所述内腔室的直径较佳地小于等于所述内腔室的高度，所述内腔室的直径与所述内腔室的高度的比值更佳地为1：(1.5～2.5)，例如1：1.75。本实用新型所述内腔室的直径和所述内腔室的高度的比值若小于1：1.5，则内腔室的体积较小，热量的利用率低，若比值大于1：2.5，则内腔室过高，热量分布不均匀。

本实用新型中，所述内腔室的直径可根据实际的产量需求设置即可，无需特别的限定但若过大会不利于加热，例如小于等于400mm，较佳地为150～250mm，具体例如200mm。

本实用新型中，所述锆石英层的厚度与所述碳化硅层的厚度的比值较佳地为2：1。

较佳地，所述锆石英层的厚度为15～30mm，例如20mm。

本实用新型中，所述石墨层的厚度与所述碳化硅层的厚度的比值较佳地为(1.5～3)：1，例如2：1。石墨层的厚度相对较厚，可增强坩埚的牢固性和耐用性。

本实用新型中，所述锆石英层、所述碳化硅层和所述石墨层的总厚度与所述内腔室的直径的比值较佳地为1：(3～4)。在该范围内可实现均匀的加热，热量的利用率更高。

本实用新型还提供了一种中频感应电炉，其包含如上所述的坩埚。

本实用新型的积极进步效果在于：

(1)本实用新型的坩埚可适用于生产对颜色有要求的玻璃抗菌剂，且不会污染玻璃抗菌剂的成分。

(2)导热效果佳，位于中间层的碳化硅和最外层的石墨，均具备优异的导热性能。

(3)耐久性好，锆石英位于最内层，在非真空或还原条件下不易被侵蚀，即使在长时间使用的条件下出现了裂缝，位于中间层的碳化硅也可防止污染玻璃抗菌剂。

(4)导电性好可适用于感应电炉，尤其是中频感应电炉。

附图说明

图1为实施例1中坩埚的示意图。

附图标记说明

内腔室1；锆石英层2；碳化硅层3；石墨层4。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

实施例1

如图1所示为实施例1中坩埚的示意图。本实施例提供了一种坩埚，该坩埚由内至外包括依次同轴贴设的锆石英层2、碳化硅层3和石墨层4；锆石英层2围合形成具有一上开口的内腔室1；碳化硅层3围合形成可供锆石英层2嵌设的空间；石墨层4围合形成可供碳化硅层3嵌设的空间；其中，内腔室1的形状为圆柱孔，内腔室1的直径为200mm，内腔室1的高为350mm。锆石英层2的厚度为20mm，碳化硅层3的厚度为10mm，石墨层4的厚度为20mm。

本实施例的坩埚由于内层为稳定的锆石英层2，在高温和非真空或非还原性条件下不会被侵蚀；石墨层4具有良好的导电性、导热性、且对急冷急热有较强的抗应变性能，可应用于感应电炉。碳化硅层3位于中间，与锆石英层2和石墨层4之间的粘合性较佳，且碳化硅的导热性能优异，可实现内腔室1中均匀稳定的加热。而且，碳化硅层3位于中间相当于保护层，当锆石英层2长时间使用出现裂缝时，锆石英层2的存在也不会使得正在熔制的玻璃抗菌剂受到污染。另外，内腔室1的直径和高度之间的比值为4:7，可使得内腔室1中的热量更加均匀、利用率高，实现了产量的最大化。锆石英层2、碳化硅层3和石墨层4之间的厚度设置为2:1:2的形式，中间薄，导热效果更佳，两边厚，更加牢固，使用寿命更长。

本实施例还提供了一种中频感应电炉，其包含上述的坩埚。

Claims (10)

1.一种坩埚，其特征在于，所述坩埚由内至外包括依次同轴贴设的锆石英层、碳化硅层和石墨层；

所述锆石英层围合形成具有一上开口的内腔室；

所述碳化硅层围合形成可供所述锆石英层嵌设的空间；

所述石墨层围合形成可供所述碳化硅层嵌设的空间；

所述锆石英层的厚度与所述碳化硅层的厚度的比值为(1.5～3)：1。

2.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述内腔室的形状为圆柱孔；

所述内腔室的直径小于等于所述内腔室的高度。

3.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述内腔室的直径与所述内腔室的高度的比值为1：(1.5～2.5)；

所述内腔室的直径小于等于400mm。

4.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述内腔室的直径与所述内腔室的高度的比值为1：1.75；

所述内腔室的直径为150～250mm。

5.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述石墨层的厚度与所述碳化硅层的厚度的比值为(1.5～3)：1。

6.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述锆石英层的厚度与所述碳化硅层的厚度的比值为2：1；

所述石墨层的厚度与所述碳化硅层的厚度的比值为2：1。

7.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述锆石英层的厚度为15～30mm。

8.如权利要求1所述的坩埚，其特征在于，所述锆石英层的厚度为20mm。

9.如权利要求1～8中任一项所述的坩埚，其特征在于，所述锆石英层、所述碳化硅层和所述石墨层的总厚度与所述内腔室的直径的比值为1：(3～4)。

10.一种中频感应电炉，其特征在于，其包含如权利要求1～9中任一项所述的坩埚。

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