1600 grādi Universitātes laboratorijas silīcija oglekļa stieņa sildīšanas saķepināšanas krāsns

Silīcija karbīda stieņi 1600 grādos mirdzēja spoži balti, bet pulveris alumīnija oksīda tīģelī krāsns iekšpusē tika veikta brīnumaina fāzes transformācija. Kad temperatūra paaugstinājās līdz 1280 grādu kritiskajam punktam, laboratorijā pēkšņi atskanēja asa trauksme -, gāzes plūsmas mērītāja adata trīcēja neparasti.

"Slāpeklis nav pietiekami tīrs!" Absolvents Xiao Lin steidzās uz kontroles konsoli, viņa cimdi skrāpēja pret laboratorijas rokasgrāmatu, kuru viņš tikko bija uzrakstījis. Viņa vadītājs profesors Džans nospieda avārijas pieturas pogu. Caur novērošanas logu viņš varēja redzēt gaiši dzeltenu miglu, kas virpuļo krāsns caurulē. "Tie ir silīcija dioksīda putekļi, ko rada silīcija pulvera oksidēšana. Nekavējoties aktivizējiet avārijas attīrīšanas sistēmu." Viņa balss bija kā rūdīta tērauda, ​​vienmērīga, bet nenoliedzama.

Starp attīrīšanas vienības kolibra cikliem Xiao Lin temperatūras līknē pamanīja dīvainu plato. "Profesors, skatoties, DSC līknē ir redzams dubultā maksimums temperatūras diapazonā, kas sagaidāms - fāzes silīcija karbīda veidošanai." Datu plūsma, kas dejo uz monitora ekrāna, atspoguļojās profesora Džanas brillēs kā plūstoša galaktika. Viņš pēkšņi pagriezās un izvilka trīs dažāda daļiņu izmēru silīcija pulvera komplektus no parauga skapja. "Iespējams, ka mēs esam atklājuši jaunu interfeisu reakciju mehānismu nanoskalā."

Kad krāsns temperatūra atkal stabilizējās 1550 grādos, X - staru difraktometra reālais - laika uzraudzības ekrāns sāka mirgot ar izciliem difrakcijas gredzeniem. Sjaolīns pēkšņi norādīja uz noteiktu leņķi un sacīja: "Šī vājā difrakcijas virsotne! Tas pat nav iezīmēts tradicionālās fāzes diagrammās!" Profesora Džanas rokas nedaudz trīcēja, kad viņš pielāgoja fokusa pogu. Viņa intuīcija, kas tika kultivēta vairāk nekā 30 gadus laboratorijā, kliedza: tās neparastās svārstības, kas bieži tiek noraidītas kā troksnis, varētu slēpt jaunus posmus, kas revolucionizētu mācību grāmatas.

1600 grādu silīcijs - Oglekļa stieņa sildīšanas saķepināšanas krāsns, ko izmanto Universitātes laboratorijās, ir galvenā ierīce augstai - temperatūras saķepināšanas eksperimentiem materiālos, keramikā, metalurģijā un citos laukos. Tās dizains koncentrējas uz augstu - temperatūras stabilitāti, temperatūras kontroles precizitāti un eksperimentālo drošību. Tālāk ir aprakstīta tā galvenās funkcijas, tehniskie parametri un lietojumprogrammu scenāriji:

I. kodola struktūra un sildīšanas īpašības

1. Krāsns kamera un izolācijas sistēma

Krāsns kameras materiāls: parasti veidots no Corundum - mullīta ķieģeļiem vai augsta {- tīrības alumīnija oksīda polilight ķieģeļi, tas piedāvā augstas temperatūras pretestību, kas pārsniedz 1700 grādu, spēcīgu termisko triecienu rezistenci (izturība pret plaisām pēc atkārtotas temperatūras palielināšanās), un samazina eksperimentālo paraugu paraugu paraugus.

Izolācijas dizains: Multi - slāņa kompozītmateriālu izolācijas struktūrai ir iekšējs slānis ar augstu - blīvuma keramikas šķiedras dēli (izturīgs pret temperatūru, kas pārsniedz 1600 grādu) un viegla izolācijas materiāla ārējo slāni. Apvienojumā ar dubultu - slāņa krāsns apvalku un gaisa dzesēšanas sistēmu, tas saglabā krāsns apvalka virsmas temperatūru zem 60 grādiem (novēršot apdegumus), vienlaikus samazinot enerģijas patēriņu.

2. Sildīšanas elementi: silīcija karbīda stieņu priekšrocības un īpašības

Pamata sildīšanas elementi: izmantojiet vienmērīgu - diametru vai biezu - beigu silīcija karbīda stieņi, kas spēj sasniegt temperatūru 1600-1800 grādos. Viņiem ir izteikta izturība pret oksidāciju (aizsargājoša sio₂ plēve veidojas uz virsmas augstā temperatūrā) un stabils sildīšanas ātrums (regulējams no 0-10 grādiem /min).

Izkārtojuma dizains: Vairākas silīcija karbīda stieņu grupas tiek vienmērīgi sadalītas abās pusēs vai ap krāsns kameru (piemēram, sānu - ieraksts vai augšējais - ieraksts). Apvienojumā ar optimizētu siltuma plūsmu krāsns kamerā, tas nodrošina temperatūras vienveidību ± 5 grādos efektīvās sildīšanas zonā (piemēram, centrālais 50% no krāsns kameras).

Dienesta laiks: ja ilgstoši to lieto 1600 grādos, silīcija karbīda stieņos parasti ir 800 - 1200 stundas. (Bieža sildīšanas un dzesēšanas vai pārmērīgas temperatūras darbība var samazināt šo kalpošanas laiku līdz mazāk nekā 500 stundām.) Stieņu regulāra pārbaude ir ieteicama plaisāšanas vai pasliktināšanās pazīmēm (piemēram, virsmas balināšana vai neparasti palielināta pretestība).

II. Galvenie tehniskie parametri

Parametru kategorija

Tipiskas specifikācijas (parasti tiek izmantotas universitātes laboratorijās)

Apraksts

Temperatūras diapazons: istabas temperatūra - 1600 pakāpe, gara - termiņa darbības temperatūra ir mazāka vai vienāda ar 1550 grādu. Ilgstoša pārkaršana paātrinās krāsns novecošanos un sildīšanas elementus.

Temperatūras kontroles precizitāte: ± 1 grāds (noteiktajai temperatūrai, kas ir augstāka vai vienāda ar 1000 grādu). PID inteliģenta temperatūras kontrolieris atbalsta 32 programmējamus temperatūras kontroles segmentus.

Apkures ātrums: 0-10 grāds /min (pielāgojams), mazāks vai vienāds ar 5 grādu /min ieteicamo (virs 1400 grādiem). Lēna sildīšana samazina paraugu termiskā stresa plaisāšanu.

Krāsns izmēri: mazi: 100 × 100 × 100 mm līdz 300 × 300 × 300 mm. Piemērots maziem - partijas paraugu eksperimentiem universitātēs (piemēram, keramikas sagataves un sakausējuma paraugi).

Temperatūras kontroles metode: termopārs (S - TIPE Platinum - Rodija termopārs, mērīšanas diapazons 0 - 1600 grāds) + PID kontrole. S - tipa termopāri ir izturīgi pret augstas temperatūras oksidāciju un piemēroti videi līdz 1600 grādiem.

Drošības aizsardzība salīdzinājumā ar - temperatūras trauksmi (izslēgšana, ja ± 5 grāds atšķiras no iestatītās vērtības), termiskā pārtraukuma aizsardzība un noplūdes aizsardzība: divkāršās aizsardzības sistēma, kas ir neatkarīga no galvenās vadības sistēmas, novērš eksperimentālos negadījumus.

III. Funkcijas un darbības funkcijas

Inteliģenta programmējama temperatūras kontrole

Aprīkots ar skārienekrānu vai digitālo displeja temperatūras kontrolieri, tas atbalsta Pre - iestatīt "Sildīšana - konstante temperatūra - Dzesēšanas" CIKLI (piemēram, istabas temperatūra → 5 grādi /min līdz 1200 grādi → Pastāvīgas temperatūra 2 stundas → 3 grādi /800 grādi → Dabiska dzesēšana). Var saglabāt vairākus eksperimentālus plānus, lai apmierinātu dažādu materiālo saķepināšanas procesu vajadzības (piemēram, keramikas saķepināšana prasa iestudētu izolāciju, lai novērstu gaisa caurumus).

Eksperimentālais drošības dizains

Krāsns durvis ir aprīkotas ar augstu - temperatūru - izturīga blīvēšanas blīve, kas nodrošina cieši pieguļošu, kad aizveras, samazinot siltuma noplūdi.

Iebūvēts - pārkaršanas aizsardzības modulī (neatkarīgi no temperatūras kontroles sistēmas) var piespiest strāvu, ja temperatūra pārsniedz -, pat ja galvenā temperatūras kontrole neizdodas.

Dažiem augstiem - gala modeļiem ir krāsns spiediena uzraudzība (lai novērstu gāzes noplūdi, kad tiek ieviesta aizsargājoša atmosfēra).

Uzturēšanas vieglums

Silīcija karbīda stieņi ir spraudņi - un noņemami, ļaujot nomaiņai, neizjaucot krāsni, ļaujot universitātes laboratorijas personālam pašam veikt operāciju.

Krāsns dibens parasti ir izstrādāts ar noņemamu ugunsizturīgu plāksni, lai atvieglotu paraugu atlieku tīrīšanu, kas palikuši no eksperimentiem.

Iv. Tipiski pielietojuma scenāriji universitāšu laboratorijās

Keramikas materiāli: oksīda keramikas saķepināšana (piemēram, al₂o₃ un zro₂), kam nepieciešama augsta - temperatūras blīvēšana 1500-1600 grādos.

Jauni materiāli: Augstas - temperatūras strukturālās keramikas (piemēram, SiC un BN) sintēze vai nanopoveru kalcinēšana (nepieciešama precīza temperatūras kontrole, lai novērstu daļiņu augšanu).

Metāli un sakausējumi: ugunsizturīgu metālu (piemēram, volframa un molibdēna) atkvēlināšana vai augstas - temperatūras sakausējumu oksidācijas izturēšanās izpēte.

Minerālu analīze: Ģeoloģisko paraugu kausēšanas analīze (piemēram, iežu kušanas temperatūras noteikšana).

V. Lietošanas piesardzības pasākumi

Silīcija oglekļa stieņa uzturēšana: silīcija oglekļa stieņi prasa "novecošanos" (pakāpeniski karsē no zemas temperatūras līdz 1000 grādiem un temperatūras saglabāšana, lai izvairītos no augsta aukstuma strāvas trieciena). Lietošanas laikā izvairieties no kontakta starp stieni un metālu vai paraugu, lai novērstu īso ķēžu vai piesārņojumu.

Temperatūras kalibrēšana: Kalibrējiet temperatūras kontroles precizitāti ik pēc 3 - 6 mēnešiem, izmantojot standarta termopāru (piemēram, S tipu), lai nodrošinātu ticamus eksperimentālus datus.

Atmosfēras kontrole: ja tiek izmantota inerta gāze (piemēram, AR), pārbaudiet krāsns blīvējumu, lai novērstu gāzes noplūdi un patoloģisku spiedienu krāsns iekšpusē.

Ar augsto - temperatūras spēju 1600 grādu un lielisku temperatūras kontroli šāda veida aprīkojums ir kļuvis par standarta funkciju augstai - temperatūras materiālu izpētei universitātēs. Atlasei jābalstās uz eksperimentālā parauga lielumu, nepieciešamo apkures ātrumu un jūsu budžetu (mazāki modeļi parasti maksā no 50 000 līdz 150 000 juaņu atkarībā no zīmola un konfigurācijas).