在真空气氛中加热的设备,根据温度范围的不同,加热器材料、温度控制传感器、容器结构和材料也有所不同。
按类型分类
加热器材料有两种类型:碳型(I型)和金属型(II型)。碳基加热器成本低,但会产生细粉,因此如果需要清洁度,则使用金属基加热器。此外,在即使在高温范围内温度也相对较低的高温范围(2)中,可以根据加热器材料(类型III)使用低成本的康泰尔线或碳化硅材料。
由于在超高温(1)区加热区温度较高,从安全的角度考虑,容器多为双层结构水冷套型(Ⅰ型、Ⅱ型)和材料是不锈钢。
小的也可选择III型(管式炉)形状。容器材质为氧化铝管或石英玻璃管,有效面积为圆柱形。
温度范围和成分
分类 | 加热温度 | 控制传感器 | 加热器材料(加热方式) |
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超高温 | 1400-2300℃ | 辐射温度计 | 碳加热器、金属加热器(W、Mo)*1 |
高温 (1) | 1000-1500℃ | 铂铑热电偶(S型、R型、B型) | 碳加热器、金属加热器(Mo、SiC)*1 |
高温 (2) | 700-1100℃ | 铬铝热电偶(K型) | 康泰尔电热丝 |
*1) Mo:钼 W:钨 SiC:碳化硅
在超高温区域,使用辐射温度计是因为无法通过将传感器插入加热到高温的区域来测量温度。在高温范围,K型热电偶(alumel-chromel)用于700°C至1100°C(高温(2)),S,R和B型(A铂-铂铑合金)热电偶插入加热区测量温度。
冷却方式有自然冷却、气冷、油冷等。如果想在短时间内降温,也可以安装单独的冷却室。
根据真空炉的用途和压力范围选择真空泵的配置。如果要求清洁,可选择干泵、干泵+涡轮分子泵或低温泵。
压力区(真空度)和真空泵
压力(帕)* | 真空泵 |
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空气到 3.0 | 油旋转泵 |
大气~10 | 干泵 |
1000 至 0.4 | 机械增压+油回转泵 |
3 至 1× 10–3 | 油扩散泵+油旋转泵 |
200 至 2× 10–5 | 涡轮分子泵+干泵或涡轮分子泵+油旋转泵 |
40 到10–7 | 低温泵+干泵或低温泵+油旋转泵 |
*) 压力(真空度)为容器内部压力,高于真空泵吸入压力的原因是管道阻力和容器内气体产生。
将加工材料放入设备后,抽真空、加热、冷却、恢复常压等一系列工序可自动进行(全自动运行),也可选择手动操作,分别对各工序进行操作。
加热温度控制也可以通过简单地加热温度,或通过设置设定温度和加热时间的程序控制来选择。
PID控制用于温度控制。
安全电路:检测加热器过热、冷却水不足、真空异常等,使加热器停止或完全停止。