真空热压烧结炉简介

真空热压烧结炉简介对于金属、陶瓷和一些难熔金属中间化合物粉末的烧结，通常使用两种烧结方法，无压烧结和无压烧结。目前，压力烧结主要有三种方法，即热等静压烧结、热压烧结和气压烧结。随着新材料的不断开发和销售，上述三种压力烧结方法被越来越多的使用。热等静压(HIP)烧结和气压烧结设备由于成本和生产成本高，不适合许多制造商，尤其是一些科研机构的需要。因此，开发和生产真空热压烧结炉具有重要的现实意义。目前的研究和生产实践证明，热压材料的致密化过程包括塑性流动、粘性流动、扩散和蠕变。当塑性和粘性流动成为主要的致密化机制时，粉末体可以被快速致密化并且可以获得可控的微结构。热压法的优点在于设备投资少。虽然压力比等静压低一个数量级，但热压机中的承压材料可以变薄，从而限制纵向热流，提高工件温度场的均匀性，大大降低能耗，制备大直径材料，用信息技术对热压机进行测控，有效控制材料的致密化过程和质量。热压烧结是一个利用热能和机械来致密产品的过程。该工艺的特点是，根据施加压力的大小，烧结温度比常压烧结温度低约200-4000。同时，施加的能量加快了产品的致密化速度，因此可以在更低的温度和更短的时间内完成具有完全致密和细小晶粒的产品。然而，真空热压烧结可以进一步有效降低产品的烧结温度，并由于热压过程中保持的高真空度而有效去除微孔中的气体，从而进一步促进热压材料的致密化过程。众所周知，降低烧结温度可以有效防止微粉产品晶粒长大，对最终产品质量的稳定性具有重要意义。特别是对于接近纳米级硬质合金的材料，由于颗粒直径的减小、比表面积的增大、表面活化能的增大和颗粒间接触面积的增大，最终烧结的驱动力增大，大孔的产生和孔的数量减少。现在研究发现，纳米粉体产品的烧结驱动力是普通产品的几十倍甚至几百倍。抑制烧结过程中的晶粒生长是获得纳米晶粒产品的最关键的工艺，真空热压烧结工艺可以很好地实现这一点，这已经在实际生产ITO靶材中得到证明。一、真空热压烧结炉的分类根据使用温度的不同，真空热压烧结炉可分为以下几类。由于使用的温度不同，加热室中使用的加热方法和保温方法差异很大。对于温度低于800的熔炉，加热器通常使用铁铬铝、镍铬线等。作为加热元件，保温材料通常采用高温硅酸铝保温毡。金属钼、硅钼棒、硅碳棒等通常用作10，000至16，000温度下的加热元件。复合碳毡、莫来石毡等通常用作保温材料。石墨管通常用作温度在1600至2200之间的加热元件，或者使用感应加热，石墨毡通常用作绝缘材料。二。真空热压烧结炉的组成(电阻加热)1.炉身炉壳由炉体和炉门组成，具有双层冷却水套结构。(1)设备炉壳按-0.1 0.05兆帕的最大承压范围设计(2)炉壳水平，侧面有滑动门。炉壳设有真空系统接口、测温接口、水冷电极(4)对于大型热压炉，由于石墨压头、材料和石墨模具较重，设计了可移动水冷电缆将炉门和加热室集成在一起。通过巧妙设计的内外导轨，加热室可以移动到炉外的特定位置，从而实现附加材料和出模，方便加热室的维护(如更换加热器)。2.加热室：它由不锈钢外壳、保温材料和加热体组成，加热室的内门与炉门连成一体，加热器通过水冷电极与外部电源连接。加热室中的加热元件沿圆周均匀分布，以确保均匀温度区中的均匀温度。加热元件的连接方式、支撑方式和保温方式根据使用温度和气氛的不同而专门设计。大型热压炉的加热室可设计成移出炉外，因此加热室大多设计成整体结构。3.温度测量系统加热室工作区的上、中、下部设有测温点。中温炉采用补偿铂铑30-铂铑6热电偶，高温抗氧化能力强，机械强度高，化学稳定性好。热电偶的长期使用温度可达1600，温度指示由电控柜的数显表显示和控制。高温炉采用远红外温度计和双铂铑热电偶的组合，带有拖动机构。4.充气系统该系统由气源(气瓶)提供，水通过干燥筒排出。烘缸内装有大量硅胶干燥剂。可以在观察镜中观察硅胶的颜色变化，以确定是否除去水并激活硅胶。最后，通过阀门将气体引入真空室，压力不得超过0.05兆帕5.真空系统该系统通常由扩散泵和机械泵组成，以形成高真空扩散泵单元。该阀是一种特殊的真空挡板阀，扩散泵设有冷阱，防止扩散泵回油。装有罗茨真空泵的系统有一个粗糙的泵送旁路管道，以增加泵送速率。真空度测量采用复合数显真空计。前级机械泵具有停泵和自动放气的功能。6.新闻系统它由一台压力机和一个液压站组成。小型压力机通常使用两个横梁和两个立柱；较大的印刷机使用两个横梁和四个立柱。压机上的油缸、水冷压轴、水泥石棉板、石墨压轴和高强度石墨模具构成压力环系统。大型压力机的液压站配有双泵。油压闭环控制，主油缸推进速度均匀可调。此外，小的手动油泵可以并联在液压系统上，这样当突然断电时，压力可以及时补充到大油缸中，防止浪费材料。压力机的油缸上装有光栅尺，通过精确测量大油缸的位移来计算和控制产品的相对密度。对于小型压力机，可以在上油缸和水冷压力机轴之间连接一个压力传感器，可以精确控制压力，实现物料相对密度与压力的对应。7.电子控制系统(1)可编程控制器用于根据工艺要求自动控制设备；(2)采用日本导电公司的数显温控仪表，对加热过程进行智能控制和显示，使加热过程可以根据工艺要求分步分段进行。该表是主要的控制温度表；(3)大型热压炉采用三个单相晶闸管电源实现三区温度控制。(4)复合数显真空计、低真空热电偶真空计和高真空电离真空计；(5)温度测量选择两种方法，即中低温阶段的热电偶和双色红外根据真空炉各部分的冷却水要求，做好排水管、阀门和管道；炉体、炉门、水冷压力轴、水冷电缆、水冷电极等强制冷却。其中，主进水管路上设有水压检测开关；要求使用制造商自己的水箱或主进出水管路。结束语：自1998年我国研制出第一台生产IT0透明导电膜靶材的真空热压炉以来，一直紧跟我国材料研究部门对该炉型的要求，充分消化吸收了国外同类炉型的技术。同时，针对我国现有炉材的发展，在相关研发生产单位的大力支持下，逐步形成了一系列高、中温真空热压炉的设计和生产。通过优质的售后服务，结合生产实际使用，我们的设计日益完善，生产、