多用途微波高温烧结炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多用途微波高温烧结炉，它包括微波发生器、加热内胆、微波屏蔽门、可视化操作界面、进气孔和出气孔。微波发生器位于烧结炉的两侧，加热内胆位于中间位置，可视化操作界面位于正面右上方，进气孔和出气孔分别位于左侧和正上方，红外温度探头从上壁伸入加热内胆；保温材料为氧化铝；微波屏蔽门为双层结构不锈钢，层间距为0.5cm，达到微波零泄漏。微波频率为2450MHz，输出功率在0～15000W范围内连续可调；烧结炉工作温度在400～1600℃范围内可控，温度波动不超过1℃。该设备操作便捷、节能环保，安全，适用于各种不同物料的高温热处理，通用性强。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种多用途微波高温烧结炉，它包括微波发生器、加热内胆、微波屏蔽门、可视化操作界面、进气孔和出气孔。微波发生器位于烧结炉的两侧，加热内胆位于中间位置，可视化操作界面位于正面右上方，进气孔和出气孔分别位于左侧和正上方，红外温度探头从上壁伸入加热内胆；保温材料为氧化铝；微波屏蔽门为双层结构不锈钢，层间距为0.5cm，达到微波零泄漏。微波频率为2450MHz，输出功率在0～15000W范围内连续可调；烧结炉工作温度在400～1600℃范围内可控，温度波动不超过1℃。该设备操作便捷、节能环保，安全，适用于各种不同物料的高温热处理，通用性强。【专利说明】多用途微波高温烧结炉
本技术涉及一种多用途微波高温烧结炉，尤其是用于材料高温微波烧结的可通气氛、功率可调、温度精确控制的加热设备。
技术介绍
微波冶金技术是一种利用微波加热来对材料进行烧结的技术。微波烧结是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法，是快速制备高质量的新材料和制备具有新的性能的传统材料的重要技术手段。微波加热主要取决于冶金物料自身的电磁物理特性，即电介质性能和磁介质性能。随着人们对微波能应用领域的拓宽，微波加热技术得到快速发展。与传统加热方式相比，微波加热具有效率高、升温速度快、加热均匀性好、节能高效、安全无害等优点，因此已被广泛应用于食品、医药等领域，并被逐渐应用于工业微波烧结等领域。微波烧结技术的推广应用既有利于大幅度降低材料烧结成本，也会促进新型高性能材料的开发与应用。 影响微波烧结的因素很多，其中加热腔内壁用的高温透波耐火材料的局限性以及难以对温度进行控制是微波高温烧结设备的主要阻碍。材料介电特性的影响最直接反映到材料在微波场下升温特性的变化，因此温度控制是烧结过程中至关重要。同时，在微波冶金中选择合适的耐火材料也尤为重要。由于微波加热的特殊性，微波高温耐火材料不但要具备普通耐火材料所具有的基本理化性质外，还应当具备特定的电磁性能。尤其是适合于工作温度在1600°C以上、性能稳定的耐火材料仍很难获得。其反应温度高、升温速率快等特点对透波承载体的材料提出了更高要求，即必须满足高温时介电性能随温度变化小、耐急冷急热等特殊性能。
技术实现思路
本技术提供一种新型多用途高温微波烧结炉，采用球形空心氧化铝透波材料作为保温材料，工作温度可达1600°C，控温稳定度可达土1°C ;微波屏蔽门为双层结构不锈钢，层间距为0.5cm，达到微波零泄漏；微波频率为2450MHz，输出功率在0-15000W范围内连续可调。该设备操作便捷、节能环保，适用于各种不同物料的高温热处理，通用性强。 一种多用途微波高温烧结炉，包括微波发生器、加热内胆、保温材料、微波屏蔽门、可视化操作界面、进气孔和出气孔。微波发生器位于烧结炉的两侧，加热内胆位于中间位置，可视化操作界面位于正面右上方，进气孔和出气孔分别位于左侧和正上方。 所述的微波发生器是由磁控管、波导、微波温度控制显示器、微波时间控制显示器和微波功率控制显示器组成；微波频率为2450MHz，输出功率在0-15000W范围内连续可调。 优选的，采用球形氧化铝作为保温材料。球形空心氧化铝材料具有优良的机械强度和抗热震性，热膨胀系数小，并具有良好的介电特性。使用该材料后，烧结炉的最高工作温度、抗热震性、机械强度等主要技术指标明显超过国内同类产品，设备稳定性和使用寿命得到显著提高，成本大幅降低。 优选的，采用高精度红外测温仪实现温度的精确控制，能够直接测量样品温度，烧结炉工作温度在400-1600°C范围内可控，温度波动± 1°C。 优选的，微波屏蔽门为双层不绣钢板构成，层间距为0.5cm，达到微波零泄漏。 所述的多用途高温微波烧结炉，进气孔和出气孔分别位于左侧和正上方，形成气流内循环，适用于通氧气、氮气、氦气、氩气和弱还原性气体。 所述的可视化操作界面，位于正面右上方；它由10寸超薄、超高清、多功能液晶大屏幕和高灵敏触摸屏构成；通过显示屏可实现对微波功率和时间、反应温度的可编程式控制，并能够一次性对五组实验数据进行记录和自动储存。 本技术的有益效果: (I)该多用途微波高温烧结炉，超快速升温且大幅缩短保温时间；微波效应提高烧结反应速率和烧结过程的材料热均匀性。 (2)采用红外测温仪，直接测量样品温度，温度波动可达到土1°C，实现精确温控曲线。 (3)采用球形氧化铝作为保温材料。球形空心氧化铝材料具有优良的机械强度和抗热震性，热膨胀系数小，并具有良好的介电特性。使用该材料后，烧结炉的最高工作温度、抗热震性、机械强度等主要技术指标明显提高，设备稳定性和使用寿命得到显著提高，成本大幅降低。 (4)使用触摸屏显示和操作,配备windows操作系统，可接PC机，可设置和存储多条温控曲线，运行记录自动存储。 (5)多重安全锁保护装置，炉门、加热腔门未关或异常打开不启动微波功能，同时具有安全可靠地微波屏蔽设计，多道的防泄漏保护功能，达到微波零泄漏，保证实验员健康安全。 (6)该设备操作便捷、节能环保，安全，适用于各种不同物料的高温热处理，通用性强。 【专利附图】【附图说明】 下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。 图1为多用途微波高温烧结炉的工作原理示意图。 图2为本技术多用途微波高温烧结炉的结构示意图。 【具体实施方式】 图1为本技术多用途微波高温烧结炉的工作原理示意图。它由加热腔、功率发射器、功率变压器、温度控制和参数设定系统五部分构成。在功率发射器和功率变压器作用下，一定功率的微波进入加热腔作用于反应物料，温度控制系统根据所设定的参数，检测、控制反应过程中温度和保温时间，实现反应过程的精确控温。 一种多用途微波高温烧结炉。尤其是一种具有高强度高性能透波内壁材料的微波反应设备。其结构示意图如图2所示，主要包括(I)微波发生器(2)可视化操作界面(3)加热内胆(4)球形氧化铝保温材料(5)微波屏蔽门(6)进气孔(7)出气孔。 微波发生器位于烧结炉的两侧，加热内胆位于中间位置，可视化操作界面位于正面右上方，进气孔和出气孔分别位于左侧和正上方。加热腔内胆及屏蔽门内侧采用具有优良的机械强度、抗热震性、热膨胀系数小且良好透波性的球形氧化铝作为保温材料。使用该材料后，烧结炉的最高工作温度、抗热震性、机械强度等主要技术指标明显提高，设备稳定性和使用寿命得到显著提高，成本大幅降低。采用不锈钢内外壳，防磁性并防止磁性材料进入腔体；微波屏蔽门为双层不绣钢板构成，达到微波零泄漏；采用多重安全锁保护装置，炉门、加热腔门未关或异常打开不启动微波功能；可视化操作界面实时显示样品反应状态。 如图2所示，采用高精度红外线温度检测探头，可直接测量样品温度，并实时检测准确控制反应进程，实现精确温控曲线；采用PLC控制器，组成嵌入式微机一体化温度控制系统。高温微波烧结炉的进气孔和出气孔分别位于左侧和正上方，形成气流内循环，不仅适用于通惰性保护气体，也适用于通氧气和弱还原性气体等参与高温反应。该设备操作便捷、节能环保，安全，适用于各种不同物料的高温热处理，通用性强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多用途微波高温烧结炉，其特征在于，包括微波发生器、加热内胆、微波屏蔽门、可视化操作界面、进气孔和出气孔；微波发生器位于烧结炉的两侧，加热内胆位于中间位置，可视化操作界面位于正面右上方，进气孔和出气孔分别位于左侧和正上方，红外温度检测探头从上壁伸入加热内胆；微波屏蔽门为双层结构不锈钢。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高文华，唐少春，王翔宇，王勇光，朱健，尹青堂，杨娟，赵勋，
申请(专利权)人：南京先欧仪器制造有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32