真空热压烧结炉简介

1、真空热压烧结炉简介前言：对于全属、陶瓷及一些难煉全厲中间化合物粉末的烧结，一般常采用两种烧结 方式即无压烧结和有压烧结。而冃侖的有压烧结圭要常采用三种方式，热等静压烧结、 热压烧结及毛压烧结。随着新材料的不断开发及市场化，上述三种有压烧结方式正在 彼愈来愈多的采用。热等挣压烧结及毛压烧结设备由于旨身及生产成本较为昂贵，不 丈适合久多生产厂家特别是一些科研单住的需求，因而研制并生产真空热压烧结炉有 着其现卖意义。现亦的硏兗及生尹卖践证朗，热压材 料致密化的过程包括塑性流动、 粘性流动和扩散与螭变，当以塑性和粘性流动成为主导敷密机制时，粉末体得以快速 玫密化，并得到可控的显微结构。热压法的优势亦于

2、设备投资小、虽然压力较等挣压 低一个教量级、但由于热压机內承压材料可以支细，从而限制了纵向热流，改善了 工件温度场的均勻性、大丸睁低了能耗、可以制备大直径的材料、能够以IT技术测 控热压机，有效的控制材料的致密化过程及质量。热压烧结是利用热能与机械能将制品玫密化的过程。此过程的特 色是烧结温 度可依外加压力的丸小而比常压烧结低约200-00 C,同时外加的能量使得制品致 密化的速度加快，因此完全玫密且晶耘细致的制為可亦轶低的温度及轶短的时问内完 成；而采用真空热压烧结，由于热压过程中保持有较；沟勺真空度，能够进一步有效 地阵低制阮的烧结温度并;燉排除微小毛孔中的毛体，从而进一步的促进热压 材料

3、 的致密化过程。众所周知，烧结温度的阵低，对于微粉制品，能够有效的防止晶耘的 长丸，对于最终产品质量的稔定有着极其重要意义。尤其是对于樓近纳釆级硬质合全 等材料，由于颗耘直径的减小、比表面积增大、表面活化能增加、颗耘间的接紐面积 增加，最终造成最终烧结的驱动力增大，阵低了大毛孔的产生及毛孔的数量。现往硏 允发现，纳采级粉未制品的烧结驱动力是普通制品的几十甚至上百馆。抑制烧结过程 中晶耘的长丸是获得纳采骷耘制品最为关键的过程，而真空热压烧结工艺能够很好的 卖现这一点，这一点在ITO鞄材的卖 际生尹中己得到了证朗。一、真空热压烧结炉的分类真空热压烧结炉依使用温度的不同可分为以下几类。由于使用温度的

4、不同，加热室 中所采用的加热方式及保厦方式千差万别。温度在800C以下的炉子，加热器常采 用铁络銘、镣钵丝等作为加热元件，保温材 料常采用需温硅酸銘保温毡。温度在 I000C-1600C常采用全属钿、硅钿棒、硅碳棒等作为加热元件，保温材料常用复 合碳毡、莫来石毡 等。温度1600C -2200C t用石屋管作为加热元件，或采用 感应 加热方式，保温材料常用石墨毡等。二、真空热压烧结炉的组成（色阻式J加热丿1、炉壳炉壳由炉体和炉门构成，为玖层冷却水套式结枸。（D设备炉壳是按最大承受压力范囲为设计。 炉壳为卧式，側开平移门，炉壳上有真空糸统接口，测温摟口，水冷电极棲口、尢放毛摟D及视孔接口等，均按

5、；履空挣密封栋准设计；炉体上的上下压头裝置（上下各一套丿、热电偶裝置及捋扱机构均为壽真空动密封结构，炉门和炉壳均釆 用焊接结构。 对于尺寸较小的热压炉，炉门与炉体采用较链连接方式，由于石墨压头、炉料及石 屋炉具相对较轻，常采取側开炉门与加热童內的保温側开门朕为一体，便于加热元件、 压头、模具等的安就及进、出料。对于尺寸较大的热压炉，由于石屋压头、料及石 屋模具较重，则设计成可移动式水冷电缆，将炉门与加热室朕成一体，通过内、外 巧妙设计的轨道，可将加热室移出炉外特定住置，卖现外加料及外出模并便于加热 空的维护（如Jt换加热器等）。2、加热室：由不锈钢外壳和保温材料及加热体组成，加热童内側开门与炉

6、门连 为一体，加热 器通过水冷电极与外界电源连接。加热羞中加热元件沿圖周均匀排布，以确保拘温区 的均温性。加热元件连接方式、支擇方式及加热童的保温方式，依使用温度及毛氛的 不同而特殊设计。大型热压炉的加热室，可设计成可移出炉外，故加热童丸多设计成 整体式结构。3. 测温糸统加热室工作区的上中下三处设有测温点，中温炉采用；3/歸L下抗氣化性强，机械强 度；化学稳定性好，参考端采用补褛的錮锂30錮锂6热屯偶，该偶的长期使用 浪度可达1600 C,温度的指示由电控柜的数显表来显示、控制。需温炉则采用运红 外测温仪与双錮链热电偶组合测温方式，双錮锂热电偶带有拖动机构。4、丸毛糸统该糸统由毛源（毛薇J供

7、入，经过干燥紐进行除水份，干爆血中填丸大量硅胶干燥 ，亦视镜中可观疾到硅胶颜色的变化，以决定是否将硅胶除水活化。最后通过阀 门将毛体导入真空童，其压力不得超过。5、真空糸统该糸统通常由犷散泵与机械泵组成;履空犷散泵机组。阀门为专用 真空档板阀， 犷散泵上设有冷阱，以防止犷散泵区油。紀有罗茨真空泵的糸统，具有粗抽事通管路， 用以提W率，真空度测量釆用复合式教显真空计。前级机械泵具有停泵自动放毛 功能。6、压机糸统由压机及液压北组成。小压机一般采用两梁两粒式；较丸压机采用 两梁四柱式。 压机上的油缸、水冷压轴、水泥石棉板、石墨压轴与寓强石墨模具一起构成压力环糸 统，大压机液压北釆用玖泵配置，油压控

8、制采用冈环挫制，主油紀的推进速度拘匀可 调。另外液压糸统上可 并朕小手动油泵，当突遇斯电，可及时向大油紐內补压，从 而卩方止废料。在压机油紐上设有光栅尺，通过精确测量大油紀的住移，计算并挫 制制品的相对 密度0对于小压机，亦上油紀与水冷压轴之间可连接有压力传感器，能够 准确的控制压 力，实现物料的相对密度与压力的对应性。7、电挫糸统(D用可编程挫制彖PLC,根据工艺要求对段备进行自动務制； 目本导电公司数显控温表，用来对升温过程进行智能控制及显示，使升温过程按 照工艺要求分步分段进行。此表为主控温表； 对于尺寸较大的热压炉，采用三个单相晶闸管可控硅电源，实现三 区控温。 复合数显真空计，低真空

9、下为热偶计，需真空下为电富计; 测温选用两种方式，中、低温阶段为热电偶，需温阶段为玖色红外 光学测温仪; 光栅仪及二次仪表用来显示压头住移，精度； 持重传感彖及二次仪表用来显示压机压力； 可配置彩色无绒记录仪，对毛体压力、温度、住移、压机压力进行记忆式可進溯记录； 所有仪表及控制元件集中往一个中央电控柜内; 设置必要的报警及保护，例如超温、水压低、毛压低等;& 塔雄余規：由小空压机、毛动三朕件、电该换向阀、管路等组成。用来驱动真 空糸统及丸毛 糸统的毛动阀门。9、水冷糸统：根据真空炉各部分对冷却水的要求，制作积水排、阀门、管路；对炉体、炉门、 水冷压軸、水冷电筑及水冷电极等进行强制冷却；其中主进水管路紀水压检测开 关；要求使用厂家自备水箱或主进出水管路。结束语：% 98年开始硏制国内第一台用于生产ITo透朗导电膜紀材的真 空热压炉以 来，密切跟踪我国材料科研部门对于该炉种的需求，丸分谄化狹收国外同类炉种的技 术，同时针对我国现有炉用材料的发展，在有关科研及生产单住的大力支持下，现己 逐步形成了壽、中温真空热压炉的糸列化设计和生产，通过优质的隹后服务，并结合